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> Propuesto Resurrexit 1, series.
2.718281828
mensaje Mar 29 2022, 03:46 PM
Publicado: #1


Dios Matemático Supremo
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Perdon por lo poco activo.

Sea TEX: $a_n$ una sucesion de numeros reales, n natural.


TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} a_n$

Demuestre o refute.

1) Si los TEX: $a_n$ son no negativos, TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} a_n$ converge ssi TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} \arctan(a_n)$ converge
2) TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} a_n$ converge absolutamente ssi TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} \arctan(a_n)$ converge
3) TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} a_n$ converge absolutamente ssi TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} \sin(a_n)$ converge
4) TEX: $\sum_{n =1}^{\infty} a_n$ converge entoncesTEX: $$\sum_{n =1}^{\infty}\frac{2(1-\cos a_n)}{a_n}$$ converge

Saludos
Claudio.


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Claudio Henriquez Tapia
Ingeniero Civil Matemático UTFSM y Prof. DMAT UTFSM
Candidato a Doctor en Estadística UC. Campus San Joaquin
Si todo sale bien, estaría defendiendo en Julio 2024.

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mamboraper
mensaje Apr 21 2022, 07:23 PM
Publicado: #2


Maestro Matemático
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TEX: 1. Es fácil ver que $|\arctan x|\leq |x|$ por el TVM, luego si $\sum a_n$ converge, entonces $\sum\arctan a_n$ converge. Además, por el TVM se tiene que para todo $x>0$, existe $\xi_x\in (0,x)$ tal que $\tan x = x\cdot \sec^2\xi_x$, , luego para todo $x\in (0,\pi/4)$, $\tan x\leq 2x$. Entonces, si $\sum\arctan a_n$ converge, $\arctan a_n\to 0$ entonces existe $N$ tal que si $n\geq N$, $\arctan a_n<\pi/4$, luego $a_n\leq 2\arctan a_n$ para todo $n\geq N$, luego $\sum a_n$ converge.\\<br /><br />2. Tomemos $a_n = \frac{(-1)^{n+1}}{n}$, notemos que $$S_{N} = \sum_{n=1}^{\lfloor N/2\rfloor}\arctan a_n =\arctan\frac{1}{N}\mathbf{1}_{N\text{ impar}}+\sum_{n=1}^{\lfloor N/2\rfloor}\arctan\frac{1}{2n-1}-\arctan\frac{1}{2n}$$ Pero por el TVM se tiene que $0<\arctan \frac{1}{2n-1} - \arctan\frac{1}{2n}\leq \frac{1}{2n-1}-\frac{1}{2n} = \frac{1}{2n(2n-1)}\leq \frac{1}{n^2}$ para todo $n$, esto muestra que $\sum\arctan{a_n}$ converge. Pero, $\sum |a_n| = \sum 1/n$ que es divergente, por lo tanto la afirmación es falsa.\\<br /><br />3. Si tomamos la secuencia $a_n = n\pi$ muestra que la implicancia hacia la izquierda no se cumple.
falta la 4


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Hago clases particulares (activo 2024).
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