Konvergenz einer Reihe

Aufrufe: 846     Aktiv: 11.02.2020 um 16:28

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Hallo,

ich übe gerade an einer alten Klausur, als ich an der folgenden Aufgabe hängen blieb bei der ich die Konvergenz der folgenden Reihe zeigen soll:

\(\sum_{n=0}^{\infty} \frac{\sqrt{n}}{n^{3}+1}\)

Da ich hier nichts alternierendes erkennen kann, schließe ich das Leibnizkriterium aus. Auch das Majorantenkriterium scheint mir hier nicht zielführend zu sein.
Also habe ich mich zu Beginn für das Quotientenkriterium entschieden:

\(\lim_{n \to \infty}\left|\frac{\frac{\sqrt{n+1}}{(n+1)^3+1}}{\frac{\sqrt{n}}{n^3+1}}\right| = \lim_{n \to \infty}\left|\frac{\sqrt{n+1}\cdot(n^3+1)}{((n+1)^3+1)\cdot \sqrt{n}}\right|\)

Jedoch war ich mir hier unsicher ob das der richtige Weg ist, da mir keine Struktur aufgefallen ist, die ich später rauskürzen könnte. 
Also habe ich mich am Wurzelkriterium versucht:

\(\lim_{n \to \infty}\sqrt[n]{\left|\frac{\sqrt{n}}{n^3+1}\right|}=\lim_{n \to \infty}\left(\left|\frac{n^{\frac{1}{2}}}{n^3+1}\right|\right)^{\frac{1}{n}} = \lim_{n \to \infty}\left|\frac{n^{\frac{1}{2n}}}{(n^3+1)^{\frac{1}{n}}}\right| = \lim_{n \to \infty}\left|\frac{n^{\frac{1}{2n}}}{n^{\frac{3}{n}}+1^{\frac{1}{n}}}\right|\)

Auch dieser Weg scheint mir nicht zielführend zu sein. Sollte ich beim Quotientenkriterium weitermachen? Oder doch das Majorantenkriterium?
Ich würde mich über jeden Tipp, Vorschlag oder Ansatz freuen!

Gruß Kevin

 

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Du kannst folgendermaßen nach oben abschätzen: \(\frac{\sqrt{n}}{n^3+1} \leq \frac{\sqrt{n}}{n^3} =  \frac{1}{n^{\frac{5}{2}}} \leq \frac{1}{n^2}\). Für alle \( n \in \mathbb N \) versteht sich, daher das erste Summenglied mit \( n = 0\) seperat betrachten.

 

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Hm ok, also doch das Majorantenkriterium. Deine Lösung leuchtet ein, jedoch verstehe ich den Teil in der Mitte nicht:
\(\frac{\sqrt{n}}{n^{3}}=\frac{1}{n^{\frac{5}{2}}}\)
Wieso ist das gleich?
  ─   kingkevin23 06.02.2020 um 17:29

Es gilt \( \sqrt{n} = n^{\frac{1}{2}} \) Dann folgt das direkt mit den Potenzgesetzen.   ─   chrispy 06.02.2020 um 17:30

Das weiß ich ja noch, aber wie geht es dann weiter? Weil nun steht dort:
\(\frac{\sqrt{n}}{n^{3}}=\frac{n^{\frac{1}{2}}}{n^{3}}= \dots = \frac{1}{n^{\frac{5}{2}}}\)

Aber ich habe vielmehr Problem mit dem Teil der nach \(\sqrt{n}=n^{\frac{1}{2}}\) kommt...
  ─   kingkevin23 06.02.2020 um 17:36

\( \frac{n^{\frac{1}{2}}}{n^3} = n^{\frac{1} {2}} \cdot n^{\frac{-6}{2}}= n^{\frac{1-6}{2}} = \frac{1}{n^{\frac{5}{2}}}\)   ─   chrispy 06.02.2020 um 18:28

Es waren tatsächlich nur die Potenzgesetze. Naja, immerhin habe ich die jetzt nochmal wiederholt :D

Dir natürlich vielen Dank!!
  ─   kingkevin23 06.02.2020 um 18:53

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