Konvergenz von Reihe



  • Kann mir jemand sagen, ob die folgende Reihe konvergiert, und mit welchen kriteriern/umformungen das zu bewerkstelligen ist?

    n=1ln100nnsinnπ4\displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}\frac{\ln^{100} n}{n}\sin\frac{n\pi}{4}}

    Das sin ist der knackpunkt, ich hab das früher schonmal mit einer darstellung als e^iphi gezeigt, weiß jetzt aber nicht mehr genau wie, oder ob das hier überhaupt möglich ist.
    Danke für etwaige hilfe



  • ein bisschen verdichten -> alternierende reihe. dann leibni(t)z-kriterium.
    vielleicht gehts auch einfacher



  • jop, in alternierende Reihe umformen und dann Leibnizkriterium. ln^100(n) / n -> 0 (L'Hospital)



  • Es sieht jetzt folgendermaßen aus:
    Leibniz-Vorbereitung:

    \begin{align*} b_n &= \frac{\ln^{100}n}{n} \\ \lim_{n \rightarrow \infty} b\_n &= \frac{\infty}{\infty} = \lim\_{n \rightarrow \infty} \frac{\frac{100}{n} \ln^{99} n}{1} = \dots \\ \dots &= \lim_{n \rightarrow \infty} \frac{100!}{n} = 0 \\ b_{n+1} &\leq b\_n \Rightarrow b\_n \downarrow \end{align*}

    Sinus werte(n*pi/4, #=1/2*sqrt(2)):
    0 # 1 # 0 -# -1 -# 0

    Allerdings keine direkt alternierende Reihe, ich probiers mal einfach so:

    \[ \sum_{n=1}^\infty b\_n \sin \frac{n\pi}{4} = \sum b\_{8n+1}\frac{1}{2}\sqrt{2} + \sum b_{8n+2} + \sum b_{8n+3}\frac{1}{2}\sqrt{2} - \sum b_{8n+5}\frac{1}{2}\sqrt{2} - \sum b_{8n+6} - \sum b_{8n+7}\frac{1}{2}\sqrt{2} \]

    Wobei alle reihen konvergieren.
    Und jetzt natürlich die Königsfrage:
    Kann man das so machen?



  • gregegrreg schrieb:

    Und jetzt natürlich die Königsfrage:
    Kann man das so machen?

    Nein, da sind noch schwerwiegende Fehler drin.
    1.

    ∞/∞

    WTF?

    2. b_n+1 < b_n musst du zeigen. das gilt auch erst ab einem bestimmten N

    3. Reihen umordnen, von denen du nicht weißt ob sie konvergieren? Wirklich?



  • ..,- schrieb:

    [

    ∞/∞

    WTF?

    Er zeigt, dass das eine Nullfolge ist: http://de.wikipedia.org/wiki/Regel_von_L’Hospital



  • Jetzt habe ich dann wieder einen anderen Ansatz gefunden:
    Das Leibniz-Kriterium ist ein Spezialfall d. Dirichlet-Kriteriums mit b_k=(-1)^n
    Nun mache ich mein b_k aber sin(npi/4).
    Die Partialsummen von b_k sind beschränkt (1+sqrt(2)) und a_k ist die nullfolge von oben(dort b_k)
    --> summe a_k
    b_k konvergiert.
    Das sollte doch jetzt so stimmen. a_k ist monoton und lim a_k = 0.(alle voraussetzungen für dirichlet sind erfüllt)



  • Monoton fallend für n>e^100
    und summe(a_n*b_n,0,e^100)<inf (klar)


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