به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
185 بازدید
در دانشگاه توسط mansour (771 امتیاز)

مطلوب است اثبات رابطه زیر:

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

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,151 امتیاز)

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

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

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

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

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

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

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

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

$$=\pi-3$$

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

$\Box$

این چرخ فلک که ما در او حیرانیم<br> فانوس خیال از او مثالی دانیم<br> خورشید چراغ دان و عالم فانوس<br> ما چون صوریم کاندرو حیرانیم
...