Как найти сумму слагаемых вида 1/[k(k+1)(k+2)], где k изменяется от 1 до n?

Sdílet
Vložit
  • čas přidán 26. 08. 2024
  • Требуется найти сумму с общим членом вида 1/[k(k+1)(k+2)], в которой k изменяется от 1 до n.
    Для нахождения суммы выразим её общий член через сумму простейших дробей, после чего представим исходную сумму в виде разности двух сумм, каждую из которых рассмотрим в отдельности.
    Общий член каждой из этих двух сумм представляет собой разность двух простейших дробей. Таким образом, каждая из этих сумм содержит 2n слагаемых, входящих в неё с разными знаками. Среди этих слагаемых имеются пары, совпадающие по модулю, но противоположные по знаку. При сложении они, очевидно, взаимно уничтожают друг друга. В итоге, от одной суммы остаются только четыре слагаемых, а от другой - только два. Остаётся лишь суммировать эти итоговые шесть слагаемых, представив результирующее выражение в виде дробно-рациональной функции от n.
    Полученный результат позволяет также найти сумму числового ряда с общим членом 1/[n(n+1)(n+2)] как предел последовательности с общим членом, равным найденной итоговой сумме. Этот ряд сходится, и его предел равен 1/4.

Komentáře • 39

  • @FrolovSergei
    @FrolovSergei  Před 2 lety +4

    Не очень рациональным образом выполнил последние преобразования. В выражении
    1/2(3/2 − 1/(n+1) − 1/(n+2)) − (1/2 − 1/(n+2))
    следовало раскрыть скобки и привести подобные члены:
    1/4 − 1/2(1/(n+1)) + 1/2(1/(n+2)),
    после чего привести 2 последние дроби к общему знаменателю:
    1/4 − 1/(2(n+1)(n+2)).
    Ну, а далее - всё как в видеоролике.

  • @user-xi7pp8ri5q
    @user-xi7pp8ri5q Před 2 lety +1

    Интересно, понятно, и главное - полезно! Спасибо!

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      Вам спасибо за отзыв и за комментарий!

  • @abrakadabrov6919
    @abrakadabrov6919 Před 2 lety +1

    Спасибо, прям молодость вспомнил

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      Спасибо за просмотр и за комментарий!.

  • @shouldwecancelaristotle958

    Спасибо! Очень интересное решение, с удовольствием посмотрел.

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      И Вам спасибо за просмотр и комментарий!

  • @gachaynajafov3732
    @gachaynajafov3732 Před 2 lety +1

    👍

  • @user-xi7pp8ri5q
    @user-xi7pp8ri5q Před 2 lety +1

    Больше всего мне понравилось пояснение на 00:25

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      Ну, если просто сказать: "нужно найти сумму", то можно возразить: "а чего её искать, вот она записана на доске". :-) Поэтому я поясняю, что речь идёт о замкнутой форме.

  • @ivansakovich7653
    @ivansakovich7653 Před 2 lety +1

    Супер! Подскажите, пожалуйста, как найти выражение для суммы, если k варьируется не до k+2, а до k+1000000000000? Покорно благодарю

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety +1

      Сходу не смогу ответить, к сожалению.

    • @ivansakovich7653
      @ivansakovich7653 Před 2 lety

      @@FrolovSergei может Вы знаете, есть хотя бы общая формула?

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      @@ivansakovich7653 Даже не знаю.

    • @regulus2033
      @regulus2033 Před 2 lety +1

      @@ivansakovich7653 рекомендую попробовать для начала с k(k+1)(k+2)(k+3) в знаменателе, прежде чем об обобщении говорить :) Я задачу из видео решал по-другому: разложил дробь 1/k(k+1)(k+2) на простые дроби, потом разделил сумму на две так, чтобы почти всё сократилось. Попробуйте для k+3 тоже на простые разложить, авось что получится.

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      Так, я точно помню, что в этой ветке оставлял комментарий пару-тройку недель назад, но сейчас его почему-то нет. В другой ситуации я бы подумал, что его удалил автор канала, но в данном случае этот вариант не проходит! :-) Получается, это дело рук Ютьюба. Странно!
      А написал я тогда примерно следующее обращение к автору треда: "В комментариях к этому ролику пользователь ВДМ приводит информацию, которая, возможно, отвечает на поставленные Вами вопросы. Можете ознакомиться, если есть желание."

  • @nicogehren6566
    @nicogehren6566 Před 2 lety +1

    nice solution sir thanks

  • @user-xi7pp8ri5q
    @user-xi7pp8ri5q Před 2 lety

    Скорость роста знаменателя замедляется, поэтому ряд сходится долго.

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      А что считать скоростью роста знаменателя? Если мы рассмотрим полином, стоящий в знаменателе общего члена ряда как функцию вещественного аргумента и найдём его производную, то получим возрастающую функцию. В этом смысле скорость роста знаменателя растёт. И я бы не сказал, что ряд, общий член которого эквивалентен 1/n^3, сходится очень уж медленно. С известным рядом, сходящимся к e, конечно, не сравнить, но знавали мы ряды, сходящиеся и помедленнее. :-)
      Я тут, для интереса, вычислил на калькуляторе сумму первых десяти членов ряда и сумму первых ста. Получил ≈0,24621 и ≈0,24995 соответственно. Вроде, неплохо! :-)

    • @user-xi7pp8ri5q
      @user-xi7pp8ri5q Před 2 lety

      @@FrolovSergei отношение последующего знаменателя к предыдущему стремиться к 1, что свидетельствует о замедлении роста знаменателя.

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      @@user-xi7pp8ri5q Ну, у числового ряда с общим членом 1/n^1000 отношение знаменателей тоже стремится к единице, однако данный ряд сходится очень быстро! А чтобы говорить о скорости роста, нужно, наверно, иметь чёткое математическое определение данного термина.

  • @uni043
    @uni043 Před 2 lety +1

    Ещё можно выразить общий ответ 1/(1×2×3×...×n)+1/(2×3×4×...×(n+1))+...=1/((n-1)!×(n-1))

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      Я не понял, у Вас в левой части равенства стоит сумма конечного числа слагаемых или числовой ряд?
      P.S. К сожалению, Ваш комментарий улетел в "Спам". Я только сейчас это заметил и вытащил его оттуда.

    • @uni043
      @uni043 Před 2 lety +1

      @@FrolovSergei спасибо но там три крапки в конце что значит продолжение следует

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      @@uni043 Т. е. количество членов бесконечно и это числовой ряд?

    • @uni043
      @uni043 Před 2 lety +1

      @@FrolovSergei да извиняюсь....

    • @uni043
      @uni043 Před 2 lety +1

      @@FrolovSergei но можно получить и это
      Тогда последовательная сумма ряда 1/(1×2×...×k)+1/(2×3×...×(k+1))+...+1/(n(n+1)(n+2)×...×(n+k-1))=1/((k-1)!×(k-1))-n!/(k×(n+k)!)

  • @user-ur6wk7bi8d
    @user-ur6wk7bi8d Před 2 lety

    сложно. что нужно знать чтобы выписать первую формулу.

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před 2 lety

      Первую формулу? Ничего особенного знать не нужно. Я её вывожу, пользуясь простейшими тождественными преобразованиями.

  • @Un_Usuario_De_YT
    @Un_Usuario_De_YT Před 2 lety

    Me apareció en recomendados xd

  • @nikolaynoda1791
    @nikolaynoda1791 Před rokem

    1/(n(n+1)(n+2)) = (n-1)!/(n+2)!

    • @FrolovSergei
      @FrolovSergei  Před rokem

      Да, совершенно верно. А Вы это к чему?

    • @nikolaynoda1791
      @nikolaynoda1791 Před rokem +1

      @Математический Мирок , просто наблюдение 😊