Pregunta
upstudy study bank question image url

QUESTION 2 Consider the series: \( \sum_{k=0}^{\infty} x^{2}(x-3)^{k} \) 2.1.1. For which values of x will this series converge? 2.1.2 If \( x=\frac{5}{2} \), calculate the sum to infinity of the series. 2.1.3. Determine the value of x if the sum to infinity is \( \frac{49}{2} \).

Ask by Fleming Vargas. in South Africa
Feb 04,2025

Solución de tutoría real

Respuesta verificada por el tutor

Responder

The series \( \sum_{k=0}^{\infty} x^{2}(x-3)^{k} \) converges for all real numbers \( x \) where \( 2 < x < 4 \).

Solución

¡Inicia sesión para desbloquear respuestas gratis!

Una plataforma de aprendizaje en la que confían millones de estudiantes y profesores reales.

star-icon Descubrir

Revisado y aprobado por el equipo de tutoría de UpStudy

Mind Expander

To determine the convergence of the series \( \sum_{k=0}^{\infty} x^{2}(x-3)^{k} \), we recognize it as a geometric series where the common ratio is \( (x-3) \). For a geometric series to converge, the absolute value of the common ratio must be less than 1, leading to the condition \( |x-3| < 1 \). Therefore, the series converges for \( 2 < x < 4 \). Now, substituting \( x = \frac{5}{2} \) into the series, we have \( \sum_{k=0}^{\infty} \left(\frac{5}{2}\right)^{2} \left(\frac{5}{2} - 3\right)^{k} = \sum_{k=0}^{\infty} \frac{25}{4} \left(-\frac{1}{2}\right)^{k} \). The first term is \( \frac{25}{4} \) and the common ratio \( r = -\frac{1}{2} \), and since \( |r| < 1 \), we can sum the series using the formula \( S = \frac{a}{1 - r} \), leading to \( S = \frac{\frac{25}{4}}{1 - (-\frac{1}{2})} = \frac{\frac{25}{4}}{\frac{3}{2}} = \frac{25}{6} \). To find \( x \) such that the sum to infinity is \( \frac{49}{2} \), we set up the equation \( \frac{x^{2}}{1 - (x-3)} = \frac{49}{2} \). This simplifies to \( \frac{x^{2}}{4 - x} = \frac{49}{2} \). Cross-multiplying gives \( 2x^{2} = 49(4 - x) \), leading to \( 2x^{2} + 49x - 196 = 0 \). Solving this quadratic equation via the quadratic formula will yield the values of \( x \) for which the sum is \( \frac{49}{2} \).

preguntas relacionadas

Latest Calculus Questions

\( \qquad \) . .2025 Праклнческая работа N.16. Формулы н прави Исследованне функций с помощью пронзводн A60.1bшee н нанsенbшee значення Функции. Часть 1. Формулы п правила дифференцирования. Теоретический матернал для изучения: Учебннк по алтебре н началам математнческого ана.твза (автор Мордковнч А.Г.) §28. Oтветьте на вопросы: 1. Запишнгте формулы дифферениирования (чему равны производные следуюших элеменгарных функииі̆): \( C \) (const), \( x,(k x+m),\left(x^{2}\right), \frac{1}{x^{1}} \sqrt{x}, \sin x, \cos x \) 2. Выпииите правила длфференцирования (можно в виде формул): пропзводная суммы ити разности, что можно делать с постоянным множителем, производная произведения, производная частного. 3. Запишите формулы дифференцирования функшй \( \chi^{n} \) tgx, \( \operatorname{ctg} x \). 4. Запишите правило дифференцирования функции (kx+m). Выполните залания: 1. Найдите производные следующих функиий: a) \( \left.y=x^{4}-7 x^{2} ; 6\right)^{y-8 \sqrt{x}+\frac{1}{x}} \); B) \( y=8 \operatorname{tg} x-\sin x \); r) \( y=\left(x^{2}+3\right)\left(x^{4}-1\right) \) 2. Найдите значение пронзводной функини в точке хо: a) \( y=x^{3}+8 x-4, x_{0}=1 \). (0) \( r=\frac{1}{r}-6, x_{0}=1 \) ; B) \( y=\sqrt{x}+5 . x_{n}=4 \)
Cálculo Russia Feb 04, 2025
¡Prueba Premium ahora!
¡Prueba Premium y hazle a Thoth AI preguntas de matemáticas ilimitadas ahora!
Quizas mas tarde Hazte Premium
Estudiar puede ser una verdadera lucha
¿Por qué no estudiarlo en UpStudy?
Seleccione su plan a continuación
Prima

Puedes disfrutar

Empieza ahora
  • Explicaciones paso a paso
  • Tutores expertos en vivo 24/7
  • Número ilimitado de preguntas
  • Sin interrupciones
  • Acceso completo a Respuesta y Solución
  • Acceso completo al chat de PDF, al chat de UpStudy y al chat de navegación
Básico

Totalmente gratis pero limitado

  • Solución limitada
Bienvenido a ¡Estudia ahora!
Inicie sesión para continuar con el recorrido de Thoth AI Chat
Continuar con correo electrónico
O continuar con
Al hacer clic en "Iniciar sesión", acepta nuestros términos y condiciones. Términos de Uso & Política de privacidad