Bài tập  /  Bài đang cần trả lời

Giải bài có thưởng!

Chứng minh A = 1/3 - 2/3^2 + 3/3^3 - 4/3^4 + 5/3^5 - ... + 99/3^99 < 10/9

Giúp mik với, mik đang cần gấp
----- Nội dung dịch tự động từ ảnh -----
A = \(\frac{1}{3} - \frac{2}{3^2} + \frac{3}{3^3} - \frac{4}{3^4} + \frac{5}{3^5} - \ldots + \frac{99}{3^{99}} < \frac{1}{99}\)
0 trả lời
Hỏi chi tiết
20
Tham khảo câu trả lời từ Trợ lý ảo Lazi
To prove that

\[
A = \sum_{n=1}^{99} \frac{(-1)^{n-1} n}{3^n} < \frac{10}{9},
\]

we can utilize the properties of series and inequalities.

### Step 1: Analyze the Series

We start with the series:

\[
A = \frac{1}{3} - \frac{2}{3^2} + \frac{3}{3^3} - \frac{4}{3^4} + \ldots + \frac{99}{3^{99}}.
\]

This is an alternating series with the general term

\[
a_n = \frac{n}{3^n}.
\]

### Step 2: Use Absolute Convergence

First, let's analyze the absolute series:

\[
\sum_{n=1}^{\infty} \left| a_n \right| = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{n}{3^n}.
\]

This series can be evaluated by recognizing it as a power series. The formula for the sum of a series of the form

\[
\sum_{n=1}^{\infty} nx^n
\]

is given by

\[
\frac{x}{(1-x)^2} \quad \text{for}\ |x| < 1.
\]

In our case, we set \( x = \frac{1}{3} \):

\[
\sum_{n=1}^{\infty} n \left(\frac{1}{3}\right)^n = \frac{\frac{1}{3}}{(1 - \frac{1}{3})^2} = \frac{\frac{1}{3}}{\left(\frac{2}{3}\right)^2} = \frac{1/3}{4/9} = \frac{9}{12} = \frac{3}{4}.
\]

Thus,

\[
\sum_{n=1}^{\infty} \frac{n}{3^n} = \frac{3}{4}.
\]

### Step 3: Applying the Alternating Series Test

According to the alternating series test, since \( a_n \) is positive, monotonically decreasing, and converges to 0 as \( n \to \infty \), the series \( A \) converges.

### Step 4: Estimate the Remainder

Using the properties of alternating series, the error from truncating the infinite series at the \( n \)-th term is less than the absolute value of the next term:

\[
\left| R_n \right| = \left| \frac{100}{3^{100}} \right| < \frac{100}{3^{100}}.
\]

So,

\[
A \approx \sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n-1} n}{3^n} < \frac{3}{4} + \frac{100}{3^{100}} < \frac{3}{4} + \epsilon \ \text{(for very small } \epsilon).
\]

### Step 5: Final Comparison

Now just verify if \( \frac{3}{4} < \frac{10}{9} \):

\[
\frac{3}{4} = 0.75 \quad \text{and} \quad \frac{10}{9} \approx 1.1111,
\]

which is true.

### Conclusion

Thus, we have shown that:

\[
A < \frac{10}{9}.
\]

This completes our proof.

Bạn hỏi - Lazi trả lời

Bạn muốn biết điều gì?

GỬI CÂU HỎI
Học tập không giới hạn cùng học sinh cả nước và AI, sôi động, tích cực, trải nghiệm

Hôm nay bạn thế nào? Hãy nhấp vào một lựa chọn, nếu may mắn bạn sẽ được tặng 50.000 xu từ Lazi

Vui Buồn Bình thường

Học ngoại ngữ với Flashcard

×
Trợ lý ảo Trợ lý ảo
×
Gia sư Lazi Gia sư