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100 台灣大學微積分(B) 第 6 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

100學年度 · 100台大微積分B · 第 6 題

題目

6. 試求級數

∑n=0∞2n(n2+1)n!\sum_{n=0}^{\infty}\frac{2^n(n^2+1)}{n!}

之和為 (6)‾\underline{\quad(6)\quad}。

解答

解法一

思路

展開
  • 利用 exe^x 的冪級數;nn 與 n2n^2 可由對 exe^x 微分後乘上 xx 取得。

答題過程

展開

由

∑n=0∞2nn!=e2,\sum_{n=0}^\infty\frac{2^n}{n!}=e^2,

並以 ∑n(n−1)2n/n!=4e2\sum n(n-1)2^n/n!=4e^2、∑n2n/n!=2e2\sum n2^n/n!=2e^2,得到

∑n=0∞n22nn!=6e2.\sum_{n=0}^\infty\frac{n^2 2^n}{n!}=6e^2.

故

(6)=6e2+e2=7e2.\boxed{(6)=6e^2+e^2=7e^2}.