Kök Testi

Kök testi bir serinin \( n \). dereceden kökü üzerinden serinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu belirlemekte kullanılan bir testtir.

Kök testi pozitif terimli serilere mutlak değer olmadan aşağıdaki şekilde uygulanabilir.

Kök testi genellikle \( n \). dereceden üs içeren serilerde kullanılır.

SORU 1 :

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\dfrac{6^n}{(5n)^n}} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\dfrac{6^n}{(5n)^n}} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 1 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\dfrac{6^n}{(5n)^n}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{6^{\frac{n}{n}}}{(5n)^{\frac{n}{n}}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{6}{5n}} \)

\( = 0 \lt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den küçük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi yakınsaktır.


SORU 2 :

\( \displaystyle\sum_{n = 2}^{\infty} {\left( \dfrac{5n + 4}{4n - 6} \right)^n} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 2}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 2}^{\infty} {\left( \dfrac{5n + 4}{4n - 6} \right)^n} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 2 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\left( \dfrac{5n + 4}{4n - 6} \right)^n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} (\dfrac{5n + 4}{4n - 6})^{\frac{n}{n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{5n + 4}{4n - 6}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{n(5 + \frac{4}{n})}{n(4 - \frac{6}{n})}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{5 + \frac{4}{n}}{4 - \frac{6}{n}}} \)

\( = \dfrac{5 + \lim\limits_{n \to \infty} {\frac{4}{n}}}{4 - \lim\limits_{n \to \infty} {\frac{6}{n}}} \)

\( = \dfrac{5 + 0}{4 - 0} = \dfrac{5}{4} \gt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den büyük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi ıraksaktır.


SORU 3 :

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {n^n} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {n^n} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 1 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{n^n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {n^{\frac{n}{n}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {n} = \infty \)

Kök testine göre, limitin sonucu sonsuz olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi ıraksaktır.


SORU 4 :

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\dfrac{n}{5^n}} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\dfrac{n}{5^n}} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 1 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\dfrac{n}{5^n}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{\sqrt[n]{n}}{5^{\frac{n}{n}}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{\sqrt[n]{n}}{5}} \)

\( = \dfrac{\lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{n}}}{5} \)

Aşağıdaki limit kuralını kullanalım.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{n}} = 1 \)

\( = \dfrac{1}{5} \lt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den küçük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi yakınsaktır.


SORU 5 :

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\left( \ln(e^3 + \frac{1}{n^2}) \right)^n} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\left( \ln(e^3 + \frac{1}{n^2}) \right)^n} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 1 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\left( \ln(e^3 + \dfrac{1}{n^2}) \right)^n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} \left( \ln(e^3 + \dfrac{1}{n^2}) \right)^{\frac{n}{n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\ln(e^3 + \dfrac{1}{n^2})} \)

Logaritma fonksiyonu pozitif reel sayılarda sürekli olduğu için limit ifadesi logaritma içine alınabilir.

\( = \ln(e^3 + \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{1}{n^2}}) \)

\( = \ln(e^3 + 0) \)

\( = \ln{e^3} = 3 \gt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den büyük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi ıraksaktır.


SORU 6 :

\( \displaystyle\sum_{n = 0}^{\infty} {2^{\frac{n^2}{n + 7}}} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {2^{\frac{n^2}{n + 7}}} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 0 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{2^{\frac{n^2}{n + 7}}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {2^\frac{n^2}{n(n + 7)}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {2^\frac{n}{n + 7}} \)

Üstel fonksiyon tüm reel sayılarda sürekli olduğu için limit ifadesi üstel ifadenin üssüne alınabilir.

\( = 2^{\lim\limits_{n \to \infty} {\frac{n}{n + 7}}} \)

\( = 2^{\lim\limits_{n \to \infty} {\frac{n}{n(1 + \frac{7}{n})}}} \)

\( = 2^{\lim\limits_{n \to \infty} {\frac{1}{1 + \frac{7}{n}}}} \)

\( = 2^{\frac{1}{1 + \lim\limits_{n \to \infty} {\frac{7}{n}}}} \)

\( = 2^{\frac{1}{1 + 0}} = 2 \gt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den büyük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi ıraksaktır.


SORU 7 :

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} \left( \dfrac{n}{n + 4} \right)^{n^2} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} \left( \dfrac{n}{n + 4} \right)^{n^2} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 1 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\left( \dfrac{n}{n + 4} \right)^{n^2}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\left( \dfrac{n}{n + 4} \right)^\frac{n^2}{n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\left( \dfrac{n}{n + 4} \right)^n} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{1}{\left( \frac{n + 4}{n} \right)^n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{1}{\left( 1 + \frac{4}{n} \right)^n}} \)

\( = \dfrac{1}{\lim\limits_{n \to \infty} \left( 1 + \frac{4}{n} \right)^n} \)

Aşağıdaki limit kuralını kullanalım.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\left( 1 + \dfrac{a}{n} \right)^n} = e^a \)

\( = \dfrac{1}{e^4} \lt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den küçük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi yakınsaktır.


SORU 8 :

\( \displaystyle\sum_{n = 2}^{\infty} \left( \dfrac{\ln{n}}{n} \right)^n \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 2}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 2}^{\infty} \left( \dfrac{\ln{n}}{n} \right)^n \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 2 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\left( \dfrac{\ln{n}}{n} \right)^n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\left( \dfrac{\ln{n}}{n} \right)^\frac{n}{n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{\ln{n}}{n}} \)

Aşağıdaki limit kuralını kullanalım.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{\ln{n}}{n}} = 0 \)

\( = 0 \lt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den küçük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi yakınsaktır.


SORU 9 :

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\dfrac{2^{n + 1}}{n^n}} \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {\dfrac{2^{n + 1}}{n^n}} \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 1 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\dfrac{2^{n + 1}}{n^n}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{2^{\frac{n + 1}{n}}}{n^\frac{n}{n}}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{2^{\frac{n + 1}{n}}}{n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\dfrac{2^{1 + \frac{1}{n}}}{n}} \)

\( n \to \infty \) iken \( 2^{1 + \frac{1}{n}} \to 2 \) olur.

\( n \) sonsuza giderken bu limit ifadesinin payı 2'ye paydası sonsuza gittiği için limit değeri sıfır olur.

\( = 0 \lt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den küçük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi yakınsaktır.


SORU 10 :

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} \left( \sin^2{\frac{1}{\sqrt{n}}} \right)^n \) serisinin yakınsaklık/ıraksaklık durumunu inceleyiniz.

\( \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} {a_n} = \displaystyle\sum_{n = 1}^{\infty} \left( \sin^2{\frac{1}{\sqrt{n}}} \right)^n \)

Verilen seriye kök testi uygulayalım.

Bu serinin terimleri her \( n \ge 1 \) pozitiftir.

Buna göre pozitif terimli kök testini kullanabiliriz.

\( \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{a_n}} = \lim\limits_{n \to \infty} {\sqrt[n]{\left( \sin^2{\frac{1}{\sqrt{n}}} \right)^n}} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} \left( \sin^2{\frac{1}{\sqrt{n}}} \right)^\frac{n}{n} \)

\( = \lim\limits_{n \to \infty} {\sin^2{\frac{1}{\sqrt{n}}}} \)

Sinüs fonksiyonu tüm reel sayılarda sürekli olduğu için limiti sinüs fonksiyonu içine alabiliriz.

\( = \sin^2{\lim\limits_{n \to \infty} {\frac{1}{\sqrt{n}}}} \)

\( n \to \infty \) iken \( \frac{1}{\sqrt{n}} \to 0 \) olur.

\( = \sin^2{0} \)

\( = 0 \lt 1 \)

Kök testine göre, limit değeri 1'den küçük olduğu için \( \sum {a_n} \) serisi yakınsaktır.


« Önceki
Oran Testi
Ana Sayfa »
Konu Tamamlandı!


Faydalı buldunuz mu?   Evet   Hayır