Sumy szeregów

Permutacje. Kombinacje. Wariacje. Rozmieszczanie kul w urnach. Silnie i symbole Newtona. Przeliczanie zbiorów. Funkcje tworzące. Teoria grafów.
Tyfon
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 116
Rejestracja: 10 sty 2015, o 12:10
Płeć: Mężczyzna
Lokalizacja: Kraków
Podziękował: 60 razy
Pomógł: 1 raz

Sumy szeregów

Post autor: Tyfon »

Ktoś ma jakieś sugestie jak liczyć takie sumy
\(\displaystyle{ \sum_{n=0}^{\infty} \frac{1}{2^n} ,
\sum_{n=0}^{\infty} \frac{n}{2^n} ,
\sum_{n=0}^{\infty} \frac{n^2}{2^n} ,
\sum_{n=0}^{\infty} \frac{n^3}{2^n}}\)
?
Ten pierwszy wiem, natomiast zastanawiam się jak liczyć następne. Grupując odpowiednio wyrazy? Korzystając z szeregów Fouriera? Sprawdziłem sobie i wiem, że suma tego drugiego też jest równa 2. Zaciekawiło mnie to.
dec1
Użytkownik
Użytkownik
Posty: 714
Rejestracja: 21 mar 2016, o 21:42
Płeć: Mężczyzna
Pomógł: 191 razy

Re: Sumy szeregów

Post autor: dec1 »

Niech \(\displaystyle{ S(n):=\sum_{k=0}^\infty \frac{k^n}{2^k}}\). Z Cauchy'ego szereg zbiega. Wiemy, że \(\displaystyle{ S(0)=2}\).

\(\displaystyle{ S(1)=2S(1)-S(1)=\sum_{k=0}^\infty\frac{1}{2^k}=S(0)=2}\)

Podobnie \(\displaystyle{ S(2)=2S(2)-S(2)=\sum_{k=0}^\infty\frac{2k+1}{2^k}=2S(1)+S(0)=6}\)
oraz \(\displaystyle{ S(3)=2S(3)-S(3)=\sum_{k=0}^\infty \frac{3k^2+3k+1}{2^k}=3S(2)+3S(1)+S(0)=26}\)

I tak dalej dla każdej wyższej potęgi.
ODPOWIEDZ