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\( Q: \frac{1}{x}+\frac{1}{x^{2}}+\frac{1}{x^{3}}+\cdots+\frac{1}{x^{12}} \) Find sam of the series

Ask by Pollard Carrillo. in Pakistan
Jan 23,2025

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The sum of the series is \( \frac{1 - \frac{1}{x^{12}}}{x - 1} \).

Solución

To find the sum of the series: \[ S = \frac{1}{x} + \frac{1}{x^{2}} + \frac{1}{x^{3}} + \cdots + \frac{1}{x^{12}}, \] we can recognize this as a **geometric series**. A geometric series has the form: \[ S = a + ar + ar^{2} + \cdots + ar^{n-1}, \] where: - \( a \) is the first term, - \( r \) is the common ratio, - \( n \) is the number of terms. ### Step-by-Step Solution: 1. **Identify the Parameters:** - **First term (\( a \))**: \( \frac{1}{x} \) - **Common ratio (\( r \))**: \( \frac{1}{x} \) - **Number of terms (\( n \))**: 12 2. **Formula for the Sum of a Geometric Series:** The sum \( S \) of the first \( n \) terms of a geometric series is given by: \[ S = a \frac{1 - r^{n}}{1 - r} \] 3. **Plugging in the Values:** \[ S = \frac{1}{x} \cdot \frac{1 - \left(\frac{1}{x}\right)^{12}}{1 - \frac{1}{x}} \] 4. **Simplify the Expression:** Simplify the numerator and denominator: \[ S = \frac{1 - \frac{1}{x^{12}}}{x - 1} \] This simplification is achieved by multiplying the numerator and the denominator by \( x \), which eliminates the fractions. ### Final Answer: \[ \boxed{\,\frac{1 - \dfrac{1}{x^{12}}}{\,x\;-\;1\,}\,} \]

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The Deep Dive

To find the sum of the series \( \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} + \frac{1}{x^3} + \cdots + \frac{1}{x^{12}} \), we recognize this as a finite geometric series. The first term \( a = \frac{1}{x} \) and the common ratio \( r = \frac{1}{x} \). The number of terms \( n = 12 \). The sum \( S_n \) of a finite geometric series can be calculated using the formula: \[ S_n = a \frac{1 - r^n}{1 - r} \] Plugging in the values: \[ S_{12} = \frac{1}{x} \frac{1 - \left(\frac{1}{x}\right)^{12}}{1 - \frac{1}{x}} \] This simplifies to: \[ S_{12} = \frac{1}{x} \frac{1 - \frac{1}{x^{12}}}{1 - \frac{1}{x}} = \frac{1}{x} \cdot \frac{1 - \frac{1}{x^{12}}}{\frac{x - 1}{x}} = \frac{1}{x} \cdot \frac{x(1 - \frac{1}{x^{12}})}{x - 1} \] Simplifying further: \[ S_{12} = \frac{1 - \frac{1}{x^{12}}}{x - 1} \] Finally, we simplify this to: \[ S_{12} = \frac{x^{12} - 1}{x^{12}(x - 1)} \] So, the sum of the series \( \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} + \frac{1}{x^3} + \cdots + \frac{1}{x^{12}} \) is: \[ \frac{1 - \frac{1}{x^{12}}}{x - 1} = \frac{x^{12} - 1}{x^{12}(x - 1)} \]

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