tarafından
$$\sum_{n=1}^\infty\dfrac{3^{1/n^2}+1}{3n^3+1}$$ toplamının yakınsaklığını inceleyiniz.

1 cevap

tarafından

Fikir:
Verilen toplamın yakınsaklığını ya da ıraksaklığını bildiğimiz bir toplam ile ilişkilendirerek bulmaya çalışacağız. 

Analiz:
Toplamın içerisindeki ifadeyi daha basit bir biçimde görmeye çalışalım.

  • Payda olan $3^{1/n^2}+1$ ifadesi alttan $2$ üstten $3$ ile sınırlıdır. 
    Ayrıca sonsuzdaki limiti $2$ değerine eşittir.
  • Toplamı basitleştirmek istersek paydadaki, basit hali ile, en güçlü terim olan $n^3$ ile ilgilenmeliyiz. 
  • Bu şekilde bir ilişkilendirme ile istenilen toplamı, basit hali ile, terimleri $1/n^3$ olan toplam ile ilişkilendirmiş oluruz.


Limit karşılaştırma testi:

Limite bakma:
Toplamımıza iç terimi $1/n^3$ olan toplam ile limit karşılaştırma testi uygulayalım. İç terimlerin limitini incelersek \begin{align*}\lim_{n \to \infty}\dfrac{ \dfrac{3^{1/n^2}+1}{3n^3+1}}{\dfrac1{n^3}} \ &= \ \lim\limits_{n \to \infty} \dfrac{3^{1/n^2}+1}{3+n^{-3}}  \\[15pt] &= \ \frac{3^0+1}{3+0}\\[15pt]  &= \ \frac23\end{align*} eşitliği sağlanır.

Karşılaştırma yapacağımız toplamın yakınsaklığı:
$p=3>1$ olduğundan $$\displaystyle\sum_{n=1}^\infty \frac1{ n^3}$$ toplamı $p$-seri testi gereği yakınsar.

Karşılaştırma sonucu istediğimiz toplamın yakınsaklığı:
Bu limitin sonucu ile pozitif terimli $$\displaystyle\sum_{n=1}^\infty \frac{3^{1/n^2}+1}{3n^3+1}$$ toplamı, limit karşılaştırma testi gereği, yakınsak olur.

...