Cómo demostrar que [matemáticas] \ displaystyle \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ dfrac {(k + 2) (2k + 3)} {17k!} = E [/ matemáticas]

* A2A *

Gram Zeppi ya ha respondido esta pregunta muy bien. Aquí hay un método alternativo usando el martillo de la serie taylor:

[matemáticas] \ displaystyle e ^ x = \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} \ frac {x ^ n} {n!} [/ math]

Diferenciando wrt x obtenemos,

[matemáticas] \ displaystyle e ^ x = \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} \ frac {nx ^ {n-1}} {n!} \; \; \; \ cdots \; \; \; (1) [/ matemáticas]

Multiplicar por x a lo largo de que obtenemos

[matemáticas] \ displaystyle xe ^ x = \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} \ frac {nx ^ {n}} {n!} [/ math]

Diferenciando nuevamente wrt x obtenemos,

[matemáticas] \ displaystyle xe ^ x + e ^ x = \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} \ frac {n ^ 2 x ^ {n-1}} {n!} \; \; \; \ cdots \; \; \; (2) [/ matemáticas]

Por lo tanto, sustituyendo x = 1 en (1) y (2) obtenemos,

[matemáticas] \ displaystyle e = \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} \ frac {n} {n!} \; \; \; 2e = \ sum_ {n = 0} ^ {\ infty} \ frac {n ^ 2} {n!} [/ Math]

Ahora,

[matemáticas] \ displaystyle \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {(k + 2) (2k + 3)} {17k!} = \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {2k ^ 2 + 7k + 6} {17k!} [/ Matemáticas]

[matemáticas] \ displaystyle = \ frac {1} {17} \ left (2 \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {k ^ 2} {k!} + 7 \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {k} {k!} + 6 \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ frac {1} {k!} \ right) [/ math]

[matemáticas] \ displaystyle = \ frac {1} {17} \ left (2 (2e) + 7 (e) + 6 (e) \ right) = e [/ math]

Gracias por el A2A.

Mire, como probablemente sepa [math] \ displaystyle S_0 = \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ dfrac {1} {k!} = \ Exp (1) = e. [/ Math]

De esto se sigue simplemente por el cambio de índice que [math] \ displaystyle S_1 = \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ dfrac {k} {k!} = S_0 = e. [/ Math]

Y con el cambio de índice en [matemáticas] 2 [/ matemáticas] obtendrá [matemáticas] \ displaystyle S_2 = \ sum_ {k = 0} ^ {\ infty} \ dfrac {k (k-1)} {k!} = S_0 = e. [/ Matemáticas]

Ahora lo único que necesitas es escribir:

[matemáticas] (k + 2) (2k + 3) = a_0 + a_1 k + a_2 k (k-1) = a_0 + (a_1 -a_2) k + a_2 k ^ 2. [/ matemáticas]

Al comparar los coeficientes, verá que [matemáticas] a_0 = 6, \; a_1 = 9, \; a_2 = 2. [/ Matemáticas]

Por lo tanto, su suma original no es más que [matemáticas] \ dfrac {1} {17} \ left (a_0 S_0 + a_1 S_1 + a_2 S_2 \ right) = \ dfrac {1} {17} (a_0 + a_1 + a_2) S_0 = S_0 = e. [/ Matemáticas]

En tal pregunta, en primer lugar, escriba kth term e intente escribir de tal manera que no aparezca ningún término que contenga k en el numerador.
Vea mi solución dada a continuación:

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