1. مسئله: مقدار سری نامتناهی $$\sum_{n=1}^\infty \frac{2}{n(n+2)}$$ را با روش تفکیک کسرها و روش تلسکوپی بیابید.
2. فرمول و روش: برای تفکیک کسرها، کسر را به صورت جمع دو کسر سادهتر مینویسیم:
$$\frac{2}{n(n+2)} = \frac{A}{n} + \frac{B}{n+2}$$
3. یافتن ضرایب A و B:
ضرب طرفین در $$n(n+2)$$:
$$2 = A(n+2) + Bn = An + 2A + Bn = (A+B)n + 2A$$
برای اینکه این تساوی برای همه $$n$$ برقرار باشد، ضرایب را برابر میگذاریم:
$$A + B = 0$$
$$2A = 2$$
از $$2A=2$$ داریم $$A=1$$ و از $$A+B=0$$ داریم $$B=-1$$.
4. پس:
$$\frac{2}{n(n+2)} = \frac{1}{n} - \frac{1}{n+2}$$
5. سری به صورت تلسکوپی:
$$\sum_{n=1}^\infty \left( \frac{1}{n} - \frac{1}{n+2} \right)$$
6. نوشتن جملات اول سری:
$$\left( \frac{1}{1} - \frac{1}{3} \right) + \left( \frac{1}{2} - \frac{1}{4} \right) + \left( \frac{1}{3} - \frac{1}{5} \right) + \left( \frac{1}{4} - \frac{1}{6} \right) + \cdots$$
7. حذف جملات میانی که مثبت و منفی یکسان هستند:
$$= \left( \frac{1}{1} + \frac{1}{2} \right) - \lim_{N \to \infty} \left( \frac{1}{N+1} + \frac{1}{N+2} \right)$$
8. چون $$\lim_{N \to \infty} \frac{1}{N+1} = 0$$ و $$\lim_{N \to \infty} \frac{1}{N+2} = 0$$، داریم:
$$= 1 + \frac{1}{2} = \frac{3}{2}$$
پاسخ نهایی:
$$\sum_{n=1}^\infty \frac{2}{n(n+2)} = \frac{3}{2}$$
Sum Telescoping 16E8F7
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.