Ii
MATU • Algebra
MATU_PROG_118
Guía de ejercicios
Enunciado
Calcule la suma de los infinitos términos dados por:
$$ \frac{1}{7} + \frac{2}{7^2} + \frac{1}{7^3} + \frac{2}{7^4} + \frac{1}{7^5} + \frac{2}{7^6} + \dots $$
\text{Resp. } S = \frac{3}{16}
$$ \frac{1}{7} + \frac{2}{7^2} + \frac{1}{7^3} + \frac{2}{7^4} + \frac{1}{7^5} + \frac{2}{7^6} + \dots $$
\text{Resp. } S = \frac{3}{16}
Solución Paso a Paso
1. Análisis de la serie:
La serie presenta un patrón repetitivo en los numeradores (1, 2, 1, 2, ...). Para resolverla de manera sencilla, podemos separarla en dos series geométricas infinitas independientes.
2. Descomposición en dos series:
$$ S = \underbrace{\left( \frac{1}{7} + \frac{1}{7^3} + \frac{1}{7^5} + \dots \right)}_{S_1} + \underbrace{\left( \frac{2}{7^2} + \frac{2}{7^4} + \frac{2}{7^6} + \dots \right)}_{S_2} $$
3. Cálculo de $S_1$:
Es una progresión geométrica infinita con:
Usamos la fórmula de la suma infinita $S = \frac{a_1}{1 - r}$:
$$ S_1 = \frac{\frac{1}{7}}{1 - \frac{1}{49}} = \frac{\frac{1}{7}}{\frac{48}{49}} = \frac{1}{7} \cdot \frac{49}{48} = \frac{7}{48} $$
4. Cálculo de $S_2$:
Es una progresión geométrica infinita con:
$$ S_2 = \frac{\frac{2}{49}}{1 - \frac{1}{49}} = \frac{\frac{2}{49}}{\frac{48}{49}} = \frac{2}{49} \cdot \frac{49}{48} = \frac{2}{48} $$
5. Suma total:
$$ S = S_1 + S_2 = \frac{7}{48} + \frac{2}{48} = \frac{9}{48} $$
Simplificando entre 3:
$$ \boxed{S = \frac{3}{16}} $$
La serie presenta un patrón repetitivo en los numeradores (1, 2, 1, 2, ...). Para resolverla de manera sencilla, podemos separarla en dos series geométricas infinitas independientes.
2. Descomposición en dos series:
$$ S = \underbrace{\left( \frac{1}{7} + \frac{1}{7^3} + \frac{1}{7^5} + \dots \right)}_{S_1} + \underbrace{\left( \frac{2}{7^2} + \frac{2}{7^4} + \frac{2}{7^6} + \dots \right)}_{S_2} $$
3. Cálculo de $S_1$:
Es una progresión geométrica infinita con:
- Primer término ($a_1$): $\frac{1}{7}$
- Razón ($r$): $\frac{1}{7^2} = \frac{1}{49}$
Usamos la fórmula de la suma infinita $S = \frac{a_1}{1 - r}$:
$$ S_1 = \frac{\frac{1}{7}}{1 - \frac{1}{49}} = \frac{\frac{1}{7}}{\frac{48}{49}} = \frac{1}{7} \cdot \frac{49}{48} = \frac{7}{48} $$
4. Cálculo de $S_2$:
Es una progresión geométrica infinita con:
- Primer término ($a_2$): $\frac{2}{7^2} = \frac{2}{49}$
- Razón ($r$): $\frac{1}{7^2} = \frac{1}{49}$
$$ S_2 = \frac{\frac{2}{49}}{1 - \frac{1}{49}} = \frac{\frac{2}{49}}{\frac{48}{49}} = \frac{2}{49} \cdot \frac{49}{48} = \frac{2}{48} $$
5. Suma total:
$$ S = S_1 + S_2 = \frac{7}{48} + \frac{2}{48} = \frac{9}{48} $$
Simplificando entre 3:
$$ \boxed{S = \frac{3}{16}} $$