Definición de serie

4.1Definición de serie

4.1 Definicion de serie

Definiciones y notación.

A la suma de una sucesión de términos se denomina SERIE y el valor de dicha suma, si es que tiene

alguno, se define como

S = lim S n .

n→∞

Un ejemplo de serie infinita, denominada así debido a que dicha sucesión es infinita, es la

denominada serie geométrica, la cual se obtiene a partir de un térmno inicial

multiplicado por una cantidad constante, p. ej.

a + ar + ar 2 + ar 3 + ⋅ ⋅ ⋅ + ar n −1 + ⋅ ⋅ ⋅ . En

este caso la cantidad inicial a es multiplicada por la cantidad constante r para obtener dicha

serie infinita.

En general una serie infinita significa una expresión de la forma

a1 + a2 + a3 + ⋅ ⋅ ⋅ + an + ⋅ ⋅ ⋅ ,

donde las an son números o funciones dadas por alguna regla o fórmula. Los tres puntos

significan que la serie nunca termina. Si se tiene duda de cómo es la regla usada en la

formación e la serie, el término general o término n-ésimo deberá expresarse, p. ej.

12 + 2 2 + ⋅ ⋅ ⋅ + n 2 + ⋅ ⋅ ⋅

x − x 2 + x

2

+ ⋅ ⋅ ⋅ +

(− 1)n−1 x n

(n − 1)!

+ ⋅ ⋅ ⋅

También usaremos formas abreviadas para denotar las series, p. ej. para las series anteriores, la

forma abreviada será

∞

∑

n=1

∞

∑ n 2

n =1

(− 1)n−1 x n

(n − 1)! .

Las aplicaciones de las series infinitas son muchas, pero mencionamos como lo más importante para

nosotros en este momentos, su uso en la solución de problemas matemáticos que no pueden resolverse

en términos de funciones elementales ( potencias, raíces, funciones trigonométricas y sus inversas,

logaritmos y exponenciales y combinaciones de estos), o en caso de que puedan resolverse, es muy

complicado trabajar con ellos. En estos casos encontramos una respuesta en función de una serie y

usamos

los términos requeridos de acuerdo a la presición deseada. Las ecuaciones diferenciales son

resueltas en muchas ocasiones en función de series infinitas. Una integral definida,

0.1

por ejemplo,

∫ e − x

0

dx , para la cual no hay solución en términos de funciones

elementales, se puede resolver su expandiendo su integrando en una serie e integrando término a

término dicha serie.

4.1.1 serie Finita.

Donde D denota el operador derivada, que hace corresponder con su derivada , es decir,

Formalmente,

...