Serie geometrica


Come esempio particolarmente importante di serie consideriamo la serie geometrica

1 + a + a2+ a3 + a4 + .....

se a = 1 allora la serie diventa
1 + 1 + 1 + 1 + 1 +........
e quindi diverge

se a ± 1 allora la ridotta di ordine k e'
1 + a + a2+ a3 + a4 + .....ak-1
e, vista la formula per la somma dei primi k termini di una progressione geometrica abbiamo
1 + a + a2+ a3 + a4 + .....ak-1 = 1 - ak

1 - a
i termini sono k perche' partiamo da zero: infatti la ridotta, scritta come somma di potenze e'
a0 + a1 + a2+ a3 + a4 + .....ak-1

Quindi, visto quanto abbiamo detto sulla successione geometrica

se a > 1 la serie diverge

se 0 > a > 1 la serie converge

se a = -1 la serie e' indeterminata e si puo' indicare come
1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + 1 - .......

Particolarmente interessante, come serie indeterminata, e' la serie geometrica di ragione i con i unita' complessa i = (-1)
i0 + i1 + i2 + i3 + i4 + i5 + i6 + i7 + i8 +
ricordando che il prodotto delle i e' ciclico, cioe' si ripete ogni 4 fattori
i1 = i
i2 = (-1) · (-1) = -1
i3 = i2 · i = -1 ·i = -i
i4 = i3 · i = -(-1) · (-1) = -(-1) = 1
i5 = i4 · i = 1 · i = 1
......................


quindi potremo scrivere la serie come
1 + i - 1 - i + 1 + i - 1 - i + 1 + i - 1 - i +......

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