Aiuto su una serie

andrew122
devo verificare se converge e nel caso trovare la somma, ma non so dove mettere le mani
\[ \sum_{k=1}^Nsin(nx)(2/3)^(2n) \]

sarebbe 2/3 elevato alla 2n

scusate ma non riesco a capire neanche dalla soluzione che razza di serie sia nella soluzione dice che è questa:
\[ \sum_{k=1}^Np^nsin(nx) \]
Scusati del disturbo e grazie per le eventuali risposte =)

Risposte
gugo82
Che la serie converga ovunque si vede in un batter d'occhio.

Per quanto riguarda la somma, che strumenti hai a disposizione?
Hai studiato le serie di Fourier?
O le serie di potenze in campo complesso?


P.S.: Ti prego elimina quel patetico "sono disperato" dal titolo (cfr. regolamento, 3.3).

andrew122
le serie di fourier no,le serie di potenze nel campo complesso si,scusa mi potresti spiegare perchè?

gugo82
Dato che:
\[
\sin nx = \operatorname{Im} e^{n\ \imath\ x}
\]
(per la formula di Eulero), la tua serie coincide con il coefficiente della parte immaginaria della serie complessa:
\[
\sum_{n=0}^\infty \left(\frac{4}{9}\right)^n\ e^{n\ \imath\ x}\; ,
\]
la quale con la sostituzione \(z=\frac{4}{9}\ e^{\imath\ x}\) diventa la serie geometrica in campo complesso di ragione \(z\).
Quindi calcolare la somma della serie con la variabile ausiliaria \(z\) è semplicissimo.

Una volta fatto ciò, per trovare la somma della serie originaria, devi sostituire a ritroso \(z=e^{\imath\ x}\) e separare il reale dall'immaginario, prendendo il coefficiente dell'immaginario della funzione risultante.

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