martes, 4 de diciembre de 2012

4.4 – Radio de Convergencia.


En matemáticas, según el teorema de Cauchy-Hadamard, el radio de convergencia de una serie de la forma viene dado por la expresión:

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Si nos limitamos al conjunto de los números reales, una serie de la forma:recibe el nombre de serie de potencias centrada en x0. La serie converge absolutamente para un conjunto de valores de x que verifica que:

donde r es un número real llamado radio de convergencia de la serie. Esta converge, pues, al menos, para los valores de  pertenecientes al intervalo (x0-r,x0+r) , ya que la convergencia para los extremos de este ha de estudiarse aparte, por lo que el intervalo real de convergencia puede ser también semi abierto o cerrado. Si la serie converge solo para x0, r=0, Si lo hace para cualquier valor de x, r=infinito.





Radio de convergencia finito

La función  1/(1-x)  en su desarrollo con centro 0, o sea, en series de potencia: tiene el siguiente aspecto:    (para el cálculo de la serie vea serie de Taylor). Su radio de convergencia es R=1. Eso significa que para calcular si tomo cualquier valor cuya distancia al xo=0 es menor que r=1, por ejemplo el x=.25, entonces al remplazarlo en la serie el resultado de calcular la serie será el mismo que remplazarlo en la función, de hecho  (la cuenta se puede hacer por serie de potencia). Y por otro lado   Pero si tomamos un elemento fuera del radio de convergencia, por ejemplo el x=2, los más probable es que al remplazarlo en la serie, ésta diverja (por eso el nombre de radio de convergencia).


 Efectivamente:  



Radio de convergencia infinito
Por ejemplo, la función e^x puede desarrollarse en series de potencia de x-0=x, de hecho  y esto vale para todo real x por eso el radio de convergencia será infinito.

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