Pregunta
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Consider the geometric series: \( 45+15+5+\ldots \) 3.1 Does the sequence converge or diverge? Justify your answe 3.2 Determine the sum to infinity of the series, if it exists.

Ask by Griffin Carlson. in South Africa
Feb 04,2025

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3.1 The series converges because the common ratio is less than 1. 3.2 The sum to infinity of the series is 67.5.

Solución

Let's analyze the given geometric series: \[ 45 + 15 + 5 + \ldots \] ### 3.1 Convergence or Divergence A geometric series converges if the absolute value of the common ratio \( |r| \) is less than 1. To determine the common ratio: \[ r = \frac{\text{second term}}{\text{first term}} = \frac{15}{45} = \frac{1}{3} \] Since: \[ |r| = \left|\frac{1}{3}\right| = \frac{1}{3} < 1 \] **Conclusion:** The series **converges** because the common ratio \( |r| \) is less than 1. ### 3.2 Sum to Infinity For a convergent geometric series, the sum to infinity \( S_\infty \) is given by: \[ S_\infty = \frac{a}{1 - r} \] Where: - \( a = 45 \) (the first term) - \( r = \frac{1}{3} \) (the common ratio) Plugging in the values: \[ S_\infty = \frac{45}{1 - \frac{1}{3}} = \frac{45}{\frac{2}{3}} = 45 \times \frac{3}{2} = \frac{135}{2} = 67.5 \] **Conclusion:** The sum to infinity of the series is **67.5**. Answer: 3.1 The series converges since its common ratio |1⁄3| is less than 1; 3.2 Its sum to infinity is 67.5.

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This geometric series converges because the common ratio \( r \) can be found by dividing the second term by the first term: \( r = \frac{15}{45} = \frac{1}{3} \). Since \( |r| < 1 \), the series converges. To find the sum to infinity, we can use the formula \( S = \frac{a}{1 - r} \), where \( a \) is the first term and \( r \) is the common ratio. Here, \( a = 45 \) and \( r = \frac{1}{3} \). Plugging in these values gives us: \[ S = \frac{45}{1 - \frac{1}{3}} = \frac{45}{\frac{2}{3}} = 45 \times \frac{3}{2} = 67.5. \] Thus, the sum to infinity of the series is \( 67.5 \).

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