به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
211 بازدید
در دانشگاه توسط mansour (769 امتیاز)
ویرایش شده توسط Mohammad.V

مطلوب است اثبات رابطه زیر:

$\displaystyle \pi -[ \pi ]= \sum _ {n=1} ^ \infty \frac{ 4(-1)^{n+1} }{ (2n+1)^{3} -(2n+1)} $

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)

$$(2n+1)^3-(2n+1)=(2n+1)((2n+1)^2-1)$$

$$=(2n+1)(4n^2+4n)=4n(n+1)(2n+1)$$

$$ \Rightarrow \sum_{n=1}^ \infty \frac{4(-1)^{n+1}}{(2n+1)^3-(2n+1)}=\sum_{n=1}^ \infty \frac{4(-1)^{n+1}}{4n(n+1)(2n+1)}$$

$$=\sum_{n=1}^ \infty\frac{(-1)^{n+1}}{n(n+1)(2n+1)}=\sum_{n=1}^ \infty \frac{(-1)^{n+1}}{(2n+1)}( \frac{1}{n}- \frac{1}{n+1})$$

$$=\sum_{n=1}^ \infty \frac{2(-1)^{n+1}}{(2n+1)}.\frac{1}{2n}-\sum_{n=1}^ \infty \frac{2(-1)^{n+1}}{(2n+1)}.\frac{1}{2(n+1)}$$

$$=2\sum_{n=1}^ \infty(-1)^{n+1}( \frac{1}{2n}- \frac{1}{2n+1})-2\sum_{n=1}^ \infty(-1)^{n+1}(\frac{1}{2n+1} -\frac{1}{2n+2})$$

$$=\sum_{n=1}^ \infty\frac{(-1)^{n+1}}{n}-4\sum_{n=1}^ \infty\frac{(-1)^{n+1}}{2n+1}+\sum_{n=1}^ \infty\frac{(-1)^{n+1}}{n+1}$$

$$=Ln2-4(1-\frac{\pi}{4})-Ln2+1$$

$$=\pi-3$$

$$=\pi-[\pi]$$

$\Box$

یکی از اولین و بهترین وظایف معلم این نیست که به شاگردانش این احساس را القا کند که مسائل ریاضی ارتباط کمی با یکدیگر دارند و اصلا هیچ ارتباطی با چیزی دیگ ندارند. هنگامی که دوباره به راه حل مساله نگاه می کنیم از موقعیتی طبیعی برای تحقیق در مورد ارتباط های بین یک مساله برخوردار می شویم.
...