Um Curso de Cálculo, Volume 4

Hamilton Luiz Guidorizzi · Capítulo 14 de 93

Páginas do PDF

Um Curso de Cálculo, Volume 4

3.6 Critério de De Morgan

(Sugestão: Utilize Exercícios 7 e 8.)

 

10. Estude a série alternada com

relação a convergência e divergência, onde α > 0 é um real dado. (Sugestão: Para , utilize Exercícios 7 e 8, e para utilize

Exercício 21 da Seção 2.1.)

11. Estude a série com relação a

convergência e divergência, onde α > 0 é um real dado.

 

3.6. CRITÉRIO DE DE MORGAN

 

Critério de De Morgan. Seja a série , com a > 0, para k ≥ k q, onde q é um natural fixo. Suponhamos que

 

com L finito ou infinito. Então,

a) é convergente.

b) é divergente.

 

c) L = 1 o critério nada revela.

 

Demonstração

Veja final da seção.

■

 

EXEMPLO. Estude a série com relação a convergência e

divergência, onde e α um real dado.

 

Solução

 

Como segue que o critério da razão nada revela sobre a

convergência ou divergência da série. Vamos então aplicar o critério de Raabe. Temos

 

Daí

Pela regra de L’Hospital

 

e, portanto,

 

Pelo critério de Raabe, a série é convergente para e divergente para

. Para , o critério de Raabe nada revela. Vamos aplicar o critério

de De Morgan para tentar decidir quando . Como anteriormente,

vamos fazer . Temos

 

O 2.º membro pode ser colocado na seguinte forma:

 

Temos (Confira!) Por outro lado, lembrando que e aplicando duas vezes a

regra de L’Hospital, resulta

 

Assim,

 

Pelo critério de De Morgan, a série é divergente para . Conclusão: a

série é convergente para e divergente para .

 

■

 

Demonstração do critério de De Morgan

Primeiro observamos que

 

desde que um dos dois limites exista. (Confira.) Agora a e b seguem dos Exemplos 5 e 6 da Seção 3.3. Com relação a c, veja Exercício 4.

■

 

Exercícios 3.6

1. Estude a série dada com relação a convergência e divergência.

 

α, β, γ, e δ são números reais quaisquer não pertencentes ao conjunto dos números inteiros estritamente negativos.

 

2. (Um critério para divergência.) Considere a série , com a > 0 n

para n ≥ q, onde q é um natural fixo. Seja e considere

. Suponha que

 

Prove que, se L for finito, a série será divergente.

3. (Critério de Gauss.) Seja uma série de termos estritamente

positivos e suponha que

 

onde k é um natural fixo, k ≥ 1, e b , b , …, b , c , c , …, c são reais 1 2 k 1 2 k fixos. Prove

é convergente.

 

é divergente.

 

4. Sejam

 

Prove