BuyFindarrow_forward

Multivariable Calculus

8th Edition
James Stewart
ISBN: 9781305266643

Solutions

Chapter
Section
BuyFindarrow_forward

Multivariable Calculus

8th Edition
James Stewart
ISBN: 9781305266643
Textbook Problem

Let

f ( x ) = n = 1 x n n 2

Find the intervals of convergence for f, f′, and f″.

To determine

To find: The interval of convergence for f(x) , f(x) and f(x) .

Explanation

Given:

The series is f(x)=n=1xnn2 .

Result used:

(1)Ratio test:

If limn|an+1an|=L<1 , then the series n=1an is absolutely convergent.

(2) The p-series n=11n is converges if p>1 and diverges if p1 .

(3) Test for divergence: if limnan does not exist or limnan0 , then the series n=1an is divergent.

(4) Alternating Series Test:

“If the alternating series n=1(1)n1bn=b1b2+b3b4+...   bn>0 satisfies, (i) bn+1bn   for all n and (ii) limnbn=0 , then the series is convergent”

Calculation:

Let an=xnn2 .

Then an+1=xn+1(n+1)2 .

Obtain |an+1an| to apply the Ratio test.

|an+1an|=|xn+1(n+1)2xnn2|

Take limn on both sides,

limn|an+1an|=limn|xn+1(n+1)2xnn2|=limn|n2xnxn+1(n+1)2|=limn|n2xn2+2n+1|=limn|x1+2n+1n2|

Apply the limit and simplify the terms as shown below.

limn|x1+2n+1n2|=|x1+2+12|=|x1+0+0|=|x|

The series converges when the limit is less than

The series n=1xnn2 converges as |x|<1 .

|x|<11<x<1

Consider in case of x=1 , then the series n=1xnn2 expressed as follows:

n=1xnn2=n=1(1)nn2

By using alternating series test, Let bn=1n2

n2<n2+11n2+1<1n2bn+1<bn

That is, bn is decreasing.

Obtain the limit bn .

limnbn=limn1n2=1=0

Thus, the limit limnbn=0 .

Therefore, by the result (4) the series is n=1xnn2 converges when x=1 .

Let x=1 be the end point of the interval. Then, the series expressed as follows:

n=1xnn2=n=1(1)nn2=n=11n2

Hence, by the result (2) n=11n2 is converges. since, which is a p-series with p=2 .

Therefore, n=1xnn2 is converges when x=1 .

Hence, the interval of the convergence is I=[1,1] .

Differentiate f(x)=n=1xnn2 as shown below,

f(x)=n=1nxn1n2=n=1xn1n

Apply the ratio test,

Let an=xn1n .

Then, an+1=x(n+1)1(n+1) .

Obtain |an+1an| to apply the Ratio test.

|an+1an|=|x(n+1)1(n+1)xn1n|

Take limn on both sides,

limn|an+1an|=limn|x(n+1)1(n+1)xn1n|=limn|xn(n+1)nxn1|=limn|n(n+1)1x1|=limn|x|(nn+1)

Simplify further,

limn|an+1an|=limn|x|(nn+1)=limn|x|(11+1n)

Apply the limit and simplify the terms as shown below.

limn|x|(11+1n)=|x|(11+1)=|x|(11+0)=|x|

The series converges when the limit is less than 1.

The series n=1xnn2 converges as |x|<1

Still sussing out bartleby?

Check out a sample textbook solution.

See a sample solution

The Solution to Your Study Problems

Bartleby provides explanations to thousands of textbook problems written by our experts, many with advanced degrees!

Get Started

Chapter 11 Solutions

Show all chapter solutions add
Sect-11.1 P-11ESect-11.1 P-12ESect-11.1 P-13ESect-11.1 P-14ESect-11.1 P-15ESect-11.1 P-16ESect-11.1 P-17ESect-11.1 P-18ESect-11.1 P-19ESect-11.1 P-20ESect-11.1 P-21ESect-11.1 P-22ESect-11.1 P-23ESect-11.1 P-24ESect-11.1 P-25ESect-11.1 P-26ESect-11.1 P-27ESect-11.1 P-28ESect-11.1 P-29ESect-11.1 P-30ESect-11.1 P-31ESect-11.1 P-32ESect-11.1 P-33ESect-11.1 P-34ESect-11.1 P-35ESect-11.1 P-36ESect-11.1 P-37ESect-11.1 P-38ESect-11.1 P-39ESect-11.1 P-40ESect-11.1 P-41ESect-11.1 P-42ESect-11.1 P-43ESect-11.1 P-44ESect-11.1 P-45ESect-11.1 P-46ESect-11.1 P-47ESect-11.1 P-48ESect-11.1 P-49ESect-11.1 P-50ESect-11.1 P-51ESect-11.1 P-52ESect-11.1 P-53ESect-11.1 P-54ESect-11.1 P-55ESect-11.1 P-56ESect-11.1 P-57ESect-11.1 P-58ESect-11.1 P-59ESect-11.1 P-60ESect-11.1 P-61ESect-11.1 P-62ESect-11.1 P-63ESect-11.1 P-64ESect-11.1 P-65ESect-11.1 P-66ESect-11.1 P-67ESect-11.1 P-68ESect-11.1 P-69ESect-11.1 P-70ESect-11.1 P-71ESect-11.1 P-72ESect-11.1 P-73ESect-11.1 P-74ESect-11.1 P-75ESect-11.1 P-76ESect-11.1 P-77ESect-11.1 P-78ESect-11.1 P-79ESect-11.1 P-80ESect-11.1 P-81ESect-11.1 P-82ESect-11.1 P-83ESect-11.1 P-84ESect-11.1 P-85ESect-11.1 P-86ESect-11.1 P-87ESect-11.1 P-88ESect-11.1 P-89ESect-11.1 P-90ESect-11.1 P-91ESect-11.1 P-92ESect-11.1 P-93ESect-11.2 P-1ESect-11.2 P-2ESect-11.2 P-3ESect-11.2 P-4ESect-11.2 P-5ESect-11.2 P-6ESect-11.2 P-7ESect-11.2 P-8ESect-11.2 P-9ESect-11.2 P-10ESect-11.2 P-11ESect-11.2 P-12ESect-11.2 P-13ESect-11.2 P-14ESect-11.2 P-15ESect-11.2 P-16ESect-11.2 P-17ESect-11.2 P-18ESect-11.2 P-19ESect-11.2 P-20ESect-11.2 P-21ESect-11.2 P-22ESect-11.2 P-23ESect-11.2 P-24ESect-11.2 P-25ESect-11.2 P-26ESect-11.2 P-27ESect-11.2 P-28ESect-11.2 P-29ESect-11.2 P-30ESect-11.2 P-31ESect-11.2 P-32ESect-11.2 P-33ESect-11.2 P-34ESect-11.2 P-35ESect-11.2 P-36ESect-11.2 P-37ESect-11.2 P-38ESect-11.2 P-39ESect-11.2 P-40ESect-11.2 P-41ESect-11.2 P-42ESect-11.2 P-43ESect-11.2 P-44ESect-11.2 P-45ESect-11.2 P-46ESect-11.2 P-47ESect-11.2 P-48ESect-11.2 P-49ESect-11.2 P-50ESect-11.2 P-51ESect-11.2 P-52ESect-11.2 P-53ESect-11.2 P-54ESect-11.2 P-55ESect-11.2 P-56ESect-11.2 P-57ESect-11.2 P-58ESect-11.2 P-59ESect-11.2 P-60ESect-11.2 P-61ESect-11.2 P-62ESect-11.2 P-63ESect-11.2 P-64ESect-11.2 P-67ESect-11.2 P-68ESect-11.2 P-69ESect-11.2 P-70ESect-11.2 P-71ESect-11.2 P-72ESect-11.2 P-73ESect-11.2 P-74ESect-11.2 P-75ESect-11.2 P-76ESect-11.2 P-77ESect-11.2 P-78ESect-11.2 P-79ESect-11.2 P-80ESect-11.2 P-81ESect-11.2 P-82ESect-11.2 P-83ESect-11.2 P-84ESect-11.2 P-85ESect-11.2 P-86ESect-11.2 P-87ESect-11.2 P-88ESect-11.2 P-89ESect-11.2 P-90ESect-11.2 P-91ESect-11.2 P-92ESect-11.3 P-1ESect-11.3 P-2ESect-11.3 P-3ESect-11.3 P-4ESect-11.3 P-5ESect-11.3 P-6ESect-11.3 P-7ESect-11.3 P-8ESect-11.3 P-9ESect-11.3 P-10ESect-11.3 P-11ESect-11.3 P-12ESect-11.3 P-13ESect-11.3 P-14ESect-11.3 P-15ESect-11.3 P-16ESect-11.3 P-17ESect-11.3 P-18ESect-11.3 P-19ESect-11.3 P-20ESect-11.3 P-21ESect-11.3 P-22ESect-11.3 P-23ESect-11.3 P-24ESect-11.3 P-25ESect-11.3 P-26ESect-11.3 P-27ESect-11.3 P-28ESect-11.3 P-29ESect-11.3 P-30ESect-11.3 P-31ESect-11.3 P-32ESect-11.3 P-33ESect-11.3 P-34ESect-11.3 P-35ESect-11.3 P-36ESect-11.3 P-37ESect-11.3 P-38ESect-11.3 P-39ESect-11.3 P-40ESect-11.3 P-41ESect-11.3 P-43ESect-11.3 P-44ESect-11.3 P-45ESect-11.3 P-46ESect-11.4 P-1ESect-11.4 P-2ESect-11.4 P-3ESect-11.4 P-4ESect-11.4 P-5ESect-11.4 P-6ESect-11.4 P-7ESect-11.4 P-8ESect-11.4 P-9ESect-11.4 P-10ESect-11.4 P-11ESect-11.4 P-12ESect-11.4 P-13ESect-11.4 P-14ESect-11.4 P-15ESect-11.4 P-16ESect-11.4 P-17ESect-11.4 P-18ESect-11.4 P-19ESect-11.4 P-20ESect-11.4 P-21ESect-11.4 P-22ESect-11.4 P-23ESect-11.4 P-24ESect-11.4 P-25ESect-11.4 P-26ESect-11.4 P-27ESect-11.4 P-28ESect-11.4 P-29ESect-11.4 P-30ESect-11.4 P-31ESect-11.4 P-32ESect-11.4 P-33ESect-11.4 P-34ESect-11.4 P-35ESect-11.4 P-36ESect-11.4 P-37ESect-11.4 P-38ESect-11.4 P-39ESect-11.4 P-40ESect-11.4 P-41ESect-11.4 P-42ESect-11.4 P-43ESect-11.4 P-44ESect-11.4 P-45ESect-11.4 P-46ESect-11.5 P-1ESect-11.5 P-2ESect-11.5 P-3ESect-11.5 P-4ESect-11.5 P-5ESect-11.5 P-6ESect-11.5 P-7ESect-11.5 P-8ESect-11.5 P-9ESect-11.5 P-10ESect-11.5 P-11ESect-11.5 P-12ESect-11.5 P-13ESect-11.5 P-14ESect-11.5 P-15ESect-11.5 P-16ESect-11.5 P-17ESect-11.5 P-18ESect-11.5 P-19ESect-11.5 P-20ESect-11.5 P-21ESect-11.5 P-22ESect-11.5 P-23ESect-11.5 P-24ESect-11.5 P-25ESect-11.5 P-26ESect-11.5 P-27ESect-11.5 P-28ESect-11.5 P-29ESect-11.5 P-30ESect-11.5 P-31ESect-11.5 P-32ESect-11.5 P-33ESect-11.5 P-34ESect-11.5 P-35ESect-11.5 P-36ESect-11.6 P-1ESect-11.6 P-2ESect-11.6 P-3ESect-11.6 P-4ESect-11.6 P-5ESect-11.6 P-6ESect-11.6 P-7ESect-11.6 P-8ESect-11.6 P-9ESect-11.6 P-10ESect-11.6 P-11ESect-11.6 P-12ESect-11.6 P-13ESect-11.6 P-14ESect-11.6 P-15ESect-11.6 P-16ESect-11.6 P-17ESect-11.6 P-18ESect-11.6 P-19ESect-11.6 P-20ESect-11.6 P-21ESect-11.6 P-22ESect-11.6 P-23ESect-11.6 P-24ESect-11.6 P-25ESect-11.6 P-26ESect-11.6 P-27ESect-11.6 P-28ESect-11.6 P-29ESect-11.6 P-30ESect-11.6 P-31ESect-11.6 P-32ESect-11.6 P-33ESect-11.6 P-34ESect-11.6 P-35ESect-11.6 P-36ESect-11.6 P-37ESect-11.6 P-38ESect-11.6 P-39ESect-11.6 P-40ESect-11.6 P-41ESect-11.6 P-42ESect-11.6 P-43ESect-11.6 P-44ESect-11.6 P-45ESect-11.6 P-46ESect-11.6 P-47ESect-11.6 P-48ESect-11.6 P-49ESect-11.6 P-50ESect-11.6 P-51ESect-11.6 P-52ESect-11.6 P-53ESect-11.7 P-1ESect-11.7 P-2ESect-11.7 P-3ESect-11.7 P-4ESect-11.7 P-5ESect-11.7 P-6ESect-11.7 P-7ESect-11.7 P-8ESect-11.7 P-9ESect-11.7 P-10ESect-11.7 P-11ESect-11.7 P-12ESect-11.7 P-13ESect-11.7 P-14ESect-11.7 P-15ESect-11.7 P-16ESect-11.7 P-17ESect-11.7 P-18ESect-11.7 P-19ESect-11.7 P-20ESect-11.7 P-21ESect-11.7 P-22ESect-11.7 P-23ESect-11.7 P-24ESect-11.7 P-25ESect-11.7 P-26ESect-11.7 P-27ESect-11.7 P-28ESect-11.7 P-29ESect-11.7 P-30ESect-11.7 P-31ESect-11.7 P-32ESect-11.7 P-33ESect-11.7 P-34ESect-11.7 P-35ESect-11.7 P-36ESect-11.7 P-37ESect-11.7 P-38ESect-11.8 P-1ESect-11.8 P-2ESect-11.8 P-3ESect-11.8 P-4ESect-11.8 P-5ESect-11.8 P-6ESect-11.8 P-7ESect-11.8 P-8ESect-11.8 P-9ESect-11.8 P-10ESect-11.8 P-11ESect-11.8 P-12ESect-11.8 P-13ESect-11.8 P-14ESect-11.8 P-15ESect-11.8 P-16ESect-11.8 P-17ESect-11.8 P-18ESect-11.8 P-19ESect-11.8 P-20ESect-11.8 P-21ESect-11.8 P-22ESect-11.8 P-23ESect-11.8 P-24ESect-11.8 P-25ESect-11.8 P-26ESect-11.8 P-27ESect-11.8 P-28ESect-11.8 P-29ESect-11.8 P-30ESect-11.8 P-31ESect-11.8 P-32ESect-11.8 P-33ESect-11.8 P-34ESect-11.8 P-37ESect-11.8 P-38ESect-11.8 P-39ESect-11.8 P-40ESect-11.8 P-41ESect-11.8 P-42ESect-11.9 P-1ESect-11.9 P-2ESect-11.9 P-3ESect-11.9 P-4ESect-11.9 P-5ESect-11.9 P-6ESect-11.9 P-7ESect-11.9 P-8ESect-11.9 P-9ESect-11.9 P-10ESect-11.9 P-11ESect-11.9 P-12ESect-11.9 P-13ESect-11.9 P-14ESect-11.9 P-15ESect-11.9 P-16ESect-11.9 P-17ESect-11.9 P-18ESect-11.9 P-19ESect-11.9 P-20ESect-11.9 P-21ESect-11.9 P-22ESect-11.9 P-23ESect-11.9 P-24ESect-11.9 P-25ESect-11.9 P-26ESect-11.9 P-27ESect-11.9 P-28ESect-11.9 P-29ESect-11.9 P-30ESect-11.9 P-31ESect-11.9 P-32ESect-11.9 P-33ESect-11.9 P-34ESect-11.9 P-35ESect-11.9 P-36ESect-11.9 P-37ESect-11.9 P-38ESect-11.9 P-39ESect-11.9 P-40ESect-11.9 P-41ESect-11.9 P-42ESect-11.10 P-1ESect-11.10 P-2ESect-11.10 P-3ESect-11.10 P-4ESect-11.10 P-5ESect-11.10 P-6ESect-11.10 P-7ESect-11.10 P-8ESect-11.10 P-9ESect-11.10 P-10ESect-11.10 P-11ESect-11.10 P-12ESect-11.10 P-13ESect-11.10 P-14ESect-11.10 P-15ESect-11.10 P-16ESect-11.10 P-17ESect-11.10 P-18ESect-11.10 P-19ESect-11.10 P-20ESect-11.10 P-21ESect-11.10 P-22ESect-11.10 P-23ESect-11.10 P-24ESect-11.10 P-25ESect-11.10 P-26ESect-11.10 P-27ESect-11.10 P-28ESect-11.10 P-29ESect-11.10 P-30ESect-11.10 P-31ESect-11.10 P-32ESect-11.10 P-33ESect-11.10 P-34ESect-11.10 P-35ESect-11.10 P-36ESect-11.10 P-37ESect-11.10 P-38ESect-11.10 P-39ESect-11.10 P-40ESect-11.10 P-41ESect-11.10 P-42ESect-11.10 P-43ESect-11.10 P-44ESect-11.10 P-45ESect-11.10 P-46ESect-11.10 P-47ESect-11.10 P-48ESect-11.10 P-49ESect-11.10 P-50ESect-11.10 P-51ESect-11.10 P-52ESect-11.10 P-53ESect-11.10 P-54ESect-11.10 P-55ESect-11.10 P-56ESect-11.10 P-57ESect-11.10 P-58ESect-11.10 P-59ESect-11.10 P-60ESect-11.10 P-61ESect-11.10 P-62ESect-11.10 P-63ESect-11.10 P-64ESect-11.10 P-65ESect-11.10 P-66ESect-11.10 P-67ESect-11.10 P-68ESect-11.10 P-69ESect-11.10 P-70ESect-11.10 P-71ESect-11.10 P-72ESect-11.10 P-73ESect-11.10 P-74ESect-11.10 P-75ESect-11.10 P-76ESect-11.10 P-77ESect-11.10 P-78ESect-11.10 P-79ESect-11.10 P-80ESect-11.10 P-81ESect-11.10 P-82ESect-11.10 P-83ESect-11.10 P-84ESect-11.10 P-85ESect-11.10 P-86ESect-11.11 P-1ESect-11.11 P-2ESect-11.11 P-3ESect-11.11 P-4ESect-11.11 P-5ESect-11.11 P-6ESect-11.11 P-7ESect-11.11 P-8ESect-11.11 P-9ESect-11.11 P-10ESect-11.11 P-13ESect-11.11 P-14ESect-11.11 P-15ESect-11.11 P-16ESect-11.11 P-17ESect-11.11 P-18ESect-11.11 P-19ESect-11.11 P-20ESect-11.11 P-21ESect-11.11 P-22ESect-11.11 P-23ESect-11.11 P-24ESect-11.11 P-25ESect-11.11 P-26ESect-11.11 P-27ESect-11.11 P-28ESect-11.11 P-29ESect-11.11 P-30ESect-11.11 P-31ESect-11.11 P-32ESect-11.11 P-33ESect-11.11 P-34ESect-11.11 P-35ESect-11.11 P-36ESect-11.11 P-37ESect-11.11 P-38ESect-11.11 P-39ECh-11 P-1RCCCh-11 P-2RCCCh-11 P-3RCCCh-11 P-4RCCCh-11 P-5RCCCh-11 P-6RCCCh-11 P-7RCCCh-11 P-8RCCCh-11 P-9RCCCh-11 P-10RCCCh-11 P-11RCCCh-11 P-12RCCCh-11 P-1RQCh-11 P-2RQCh-11 P-3RQCh-11 P-4RQCh-11 P-5RQCh-11 P-6RQCh-11 P-7RQCh-11 P-8RQCh-11 P-9RQCh-11 P-10RQCh-11 P-11RQCh-11 P-12RQCh-11 P-13RQCh-11 P-14RQCh-11 P-15RQCh-11 P-16RQCh-11 P-17RQCh-11 P-18RQCh-11 P-19RQCh-11 P-20RQCh-11 P-21RQCh-11 P-22RQCh-11 P-1RECh-11 P-2RECh-11 P-3RECh-11 P-4RECh-11 P-5RECh-11 P-6RECh-11 P-7RECh-11 P-8RECh-11 P-9RECh-11 P-10RECh-11 P-11RECh-11 P-12RECh-11 P-13RECh-11 P-14RECh-11 P-15RECh-11 P-16RECh-11 P-17RECh-11 P-18RECh-11 P-19RECh-11 P-20RECh-11 P-21RECh-11 P-22RECh-11 P-23RECh-11 P-24RECh-11 P-25RECh-11 P-26RECh-11 P-27RECh-11 P-28RECh-11 P-29RECh-11 P-30RECh-11 P-31RECh-11 P-32RECh-11 P-33RECh-11 P-34RECh-11 P-35RECh-11 P-36RECh-11 P-37RECh-11 P-38RECh-11 P-39RECh-11 P-40RECh-11 P-41RECh-11 P-42RECh-11 P-43RECh-11 P-44RECh-11 P-45RECh-11 P-46RECh-11 P-47RECh-11 P-48RECh-11 P-49RECh-11 P-50RECh-11 P-51RECh-11 P-52RECh-11 P-53RECh-11 P-54RECh-11 P-55RECh-11 P-56RECh-11 P-57RECh-11 P-58RECh-11 P-59RECh-11 P-60RECh-11 P-61RECh-11 P-62RECh-11 P-1PCh-11 P-2PCh-11 P-3PCh-11 P-4PCh-11 P-5PCh-11 P-6PCh-11 P-7PCh-11 P-8PCh-11 P-9PCh-11 P-10PCh-11 P-11PCh-11 P-12PCh-11 P-13PCh-11 P-14PCh-11 P-15PCh-11 P-16PCh-11 P-17PCh-11 P-18PCh-11 P-19PCh-11 P-20PCh-11 P-21PCh-11 P-22PCh-11 P-23PCh-11 P-24PCh-11 P-25PCh-11 P-26P

Additional Math Solutions

Find more solutions based on key concepts

Show solutions add

Find f. f(t) = 12 + sin t

Calculus: Early Transcendentals

In Exercises 1-6, simplify the expression. (36)2+[ 1(5) ]2

Calculus: An Applied Approach (MindTap Course List)

Evaluate the definite integral. 01ez+1ez+zdz

Single Variable Calculus: Early Transcendentals, Volume I

Let f(x) = 2x2 x + 1. Find: a. f(x 1) + f(x + 1) b. f(x + 2h)

Applied Calculus for the Managerial, Life, and Social Sciences: A Brief Approach

Factor each expression completely: 36x249y2

Elementary Technical Mathematics

In Problems 15-28, find the general solution to the given differential equation.

Mathematical Applications for the Management, Life, and Social Sciences

Evaluate 6 8 24 30

Study Guide for Stewart's Multivariable Calculus, 8th

The center of 4x2 + 8x − 3y2 + 12y + 4 = 0 is (1, −2) (−1, 2) (2, −1) (−2, 1)

Study Guide for Stewart's Single Variable Calculus: Early Transcendentals, 8th