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# 9.7: Ejercicios de revisión del Capítulo 9

• Edwin “Jed” Herman & Gilbert Strang
• OpenStax

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$$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$$

$$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$$ $$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$

( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) $$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$$

$$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$$ $$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$$

$$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$$ $$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$$

$$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$$

$$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$

$$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$$

$$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$$

$$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$$

$$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$$

$$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$$

$$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$$

$$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$$

$$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$$

$$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$$

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$$\newcommand{\vectorA}[1]{\vec{#1}} % arrow$$

$$\newcommand{\vectorAt}[1]{\vec{\text{#1}}} % arrow$$

$$\newcommand{\vectorB}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$$

$$\newcommand{\vectorC}[1]{\textbf{#1}}$$

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$$\newcommand{\vectorDt}[1]{\overrightarrow{\text{#1}}}$$

$$\newcommand{\vectE}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash{\mathbf {#1}}}}$$

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$$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$$

$$\newcommand{\avec}{\mathbf a}$$ $$\newcommand{\bvec}{\mathbf b}$$ $$\newcommand{\cvec}{\mathbf c}$$ $$\newcommand{\dvec}{\mathbf d}$$ $$\newcommand{\dtil}{\widetilde{\mathbf d}}$$ $$\newcommand{\evec}{\mathbf e}$$ $$\newcommand{\fvec}{\mathbf f}$$ $$\newcommand{\nvec}{\mathbf n}$$ $$\newcommand{\pvec}{\mathbf p}$$ $$\newcommand{\qvec}{\mathbf q}$$ $$\newcommand{\svec}{\mathbf s}$$ $$\newcommand{\tvec}{\mathbf t}$$ $$\newcommand{\uvec}{\mathbf u}$$ $$\newcommand{\vvec}{\mathbf v}$$ $$\newcommand{\wvec}{\mathbf w}$$ $$\newcommand{\xvec}{\mathbf x}$$ $$\newcommand{\yvec}{\mathbf y}$$ $$\newcommand{\zvec}{\mathbf z}$$ $$\newcommand{\rvec}{\mathbf r}$$ $$\newcommand{\mvec}{\mathbf m}$$ $$\newcommand{\zerovec}{\mathbf 0}$$ $$\newcommand{\onevec}{\mathbf 1}$$ $$\newcommand{\real}{\mathbb R}$$ $$\newcommand{\twovec}[2]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\ctwovec}[2]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\threevec}[3]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\cthreevec}[3]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\fourvec}[4]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\cfourvec}[4]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\fivevec}[5]{\left[\begin{array}{r}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\cfivevec}[5]{\left[\begin{array}{c}#1 \\ #2 \\ #3 \\ #4 \\ #5 \\ \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\mattwo}[4]{\left[\begin{array}{rr}#1 \amp #2 \\ #3 \amp #4 \\ \end{array}\right]}$$ $$\newcommand{\laspan}[1]{\text{Span}\{#1\}}$$ $$\newcommand{\bcal}{\cal B}$$ $$\newcommand{\ccal}{\cal C}$$ $$\newcommand{\scal}{\cal S}$$ $$\newcommand{\wcal}{\cal W}$$ $$\newcommand{\ecal}{\cal E}$$ $$\newcommand{\coords}[2]{\left\{#1\right\}_{#2}}$$ $$\newcommand{\gray}[1]{\color{gray}{#1}}$$ $$\newcommand{\lgray}[1]{\color{lightgray}{#1}}$$ $$\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}$$ $$\newcommand{\row}{\text{Row}}$$ $$\newcommand{\col}{\text{Col}}$$ $$\renewcommand{\row}{\text{Row}}$$ $$\newcommand{\nul}{\text{Nul}}$$ $$\newcommand{\var}{\text{Var}}$$ $$\newcommand{\corr}{\text{corr}}$$ $$\newcommand{\len}[1]{\left|#1\right|}$$ $$\newcommand{\bbar}{\overline{\bvec}}$$ $$\newcommand{\bhat}{\widehat{\bvec}}$$ $$\newcommand{\bperp}{\bvec^\perp}$$ $$\newcommand{\xhat}{\widehat{\xvec}}$$ $$\newcommand{\vhat}{\widehat{\vvec}}$$ $$\newcommand{\uhat}{\widehat{\uvec}}$$ $$\newcommand{\what}{\widehat{\wvec}}$$ $$\newcommand{\Sighat}{\widehat{\Sigma}}$$ $$\newcommand{\lt}{<}$$ $$\newcommand{\gt}{>}$$ $$\newcommand{\amp}{&}$$ $$\definecolor{fillinmathshade}{gray}{0.9}$$

¿Verdadero o Falso? Justifica tu respuesta con una prueba o un contraejemplo.

1) Si$$\displaystyle \lim_{n→∞}a_n=0,$$ entonces$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞a_n$$ converge.

Contestar
false

2) Si$$\displaystyle \lim_{n→∞}a_n≠0,$$ entonces$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞a_n$$ diverge.

3) Si$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞|a_n|$$ converge, entonces$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞a_n$$ converge.

Contestar
true

4) Si$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞2^na_n$$ converge, entonces$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞(−2)^na_n$$ converge.

¿La secuencia es limitada, monótona y convergente o divergente? Si es convergente, encuentra el límite.

5)$$a_n=\dfrac{3+n^2}{1−n}$$

Contestar
sin límites, no monótona, divergente

6)$$a_n=\ln\left(\frac{1}{n}\right)$$

7)$$a_n=\dfrac{\ln(n+1)}{\sqrt{n+1}}$$

Contestar
acotado, monótona, convergente,$$0$$

8)$$a_n=\dfrac{2^{n+1}}{5^n}$$

9)$$a_n=\dfrac{\ln(\cos n)}{n}$$

Contestar
sin límites, no monótona, divergente

¿La serie es convergente o divergente?

10)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{1}{n^2+5n+4}$$

11)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\ln\left(\frac{n+1}{n}\right)$$

Contestar
diverge

12)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{2^n}{n^4}$$

13)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{e^n}{n!}$$

Contestar
converge

14)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞n^{−(n+1/n)}$$

¿La serie es convergente o divergente? Si convergente, ¿es absolutamente convergente?

15)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{(−1)^n}{\sqrt{n}}$$

Contestar
converge, pero no absolutamente

16)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{(−1)^nn!}{3^n}$$

17)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{(−1)^nn!}{n^n}$$

Contestar
converge absolutamente

18)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\sin\left(\frac{nπ}{2}\right)$$

19)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\cos(πn)e^{−n}$$

Contestar
converge absolutamente

Evaluar.

20)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{2^{n+4}}{7^n}$$

21)$$\displaystyle \sum_{n=1}^∞\frac{1}{(n+1)(n+2)}$$

Contestar
$$\frac{1}{2}$$

22) Cuenta una leyenda de la India que un matemático inventó el ajedrez para un rey. El rey disfrutó tanto del juego que permitió al matemático exigir cualquier pago. El matemático pidió un grano de arroz para la primera plaza en el tablero de ajedrez, dos granos de arroz para la segunda plaza en el tablero de ajedrez, y así sucesivamente. Encontrar una expresión exacta para el pago total (en granos de arroz) solicitado por el matemático. Suponiendo que hay$$30,000$$ granos de arroz en$$1$$ libras, y$$2000$$ libras en$$1$$ tonelada, ¿cuántas toneladas de arroz intentó recibir el matemático?

Los siguientes problemas consideran un modelo poblacional simple de la mosca doméstica, que puede ser exhibido por la fórmula recursiva$$x_{n+1}=bx_n$$, donde$$x_n$$ está la población de moscas domésticas en generación$$n$$, y$$b$$ es el número promedio de crías por mosca doméstica que sobreviven a la siguiente generación. Asumir una población inicial$$x_0$$.

23) Averiguar$$\displaystyle \lim_{n→∞}x_n$$ si$$b>1, \;b<1$$, y$$b=1.$$

Contestar
$$∞, \; 0, \; x_0$$

24) Encontrar una expresión para$$\displaystyle S_n=\sum_{i=0}^nx_i$$ en términos de$$b$$ y$$x_0$$. ¿Qué representa físicamente?

25) Si$$b=\frac{3}{4}$$ y$$x_0=100$$, encontrar$$S_{10}$$ y$$\displaystyle \lim_{n→∞}S_n$$

Contestar
$$\displaystyle S_{10}≈383, \quad \lim_{n→∞}S_n=400$$

26) ¿Para qué valores de$$b$$ convergerán y divergirán las series? ¿A qué converge la serie?

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