Question Number 216926 by Engr_Jidda last updated on 24/Feb/25 | ||
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$${Evaluate}\:\mathrm{5}^{\mathrm{2}} \underset{{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\underset{{m}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}}{{m}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2}{m}}\right)^{{n}−\mathrm{1}} \\ $$ | ||
Answered by Wuji last updated on 25/Feb/25 | ||
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$$\mathrm{5}^{\mathrm{2}} \underset{\mathrm{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\underset{\mathrm{m}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{m}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2m}}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} \\ $$$$\underset{\mathrm{m}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{m}^{\mathrm{2}} +\mathrm{2m}}=\underset{\mathrm{m}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{2}}{\mathrm{m}\left(\mathrm{m}+\mathrm{2}\right)}=\underset{\mathrm{m}=\mathrm{2}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{m}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{m}+\mathrm{2}\:}\right)=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}}=\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}} \\ $$$$\mathrm{5}^{\mathrm{5}} \underset{\mathrm{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} =\mathrm{25}\bullet\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\underset{\mathrm{n}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{n}−\mathrm{1}} =\frac{\mathrm{25}}{\mathrm{2}}\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{n}} \\ $$$$\mathrm{from}\:\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\mathrm{r}^{\mathrm{n}} =\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}−\mathrm{r}}\:\:\:\:\:\mathrm{for}\mid\mathrm{r}\mid<\mathrm{1} \\ $$$$\frac{\mathrm{25}}{\mathrm{2}}\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\infty} {\sum}}\left(\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}}\right)^{\mathrm{n}} =\left(\frac{\mathrm{25}}{\mathrm{2}}\right)\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{1}−\frac{\mathrm{5}}{\mathrm{6}}}=\frac{\mathrm{25}}{\mathrm{2}}\left(\mathrm{6}\right)=\mathrm{25}×\mathrm{3}=\mathrm{75} \\ $$$$ \\ $$ | ||
Commented by Engr_Jidda last updated on 25/Feb/25 | ||
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$${thanks} \\ $$ | ||