Q. 57

Question

Use the divergence test to prove that a geometric series k=1 crkdiverges when r 1 and c 0.

Step-by-Step Solution

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Answer

The series does not converge to 0.Therefore, the series is divergent by divergence test.Thus, by divergence test, the geometric series k=1 crk diverges when r1 and c0.

1Step 1. Given information is:

k=1 crk  andr1 , c0

2Step 2. Examining different cases for c>0

First, assume c > 0Case 1: when the ratio r-1The ratio of geometric series k=1 crk is r-1, then the value of limk crk does not exist.Case 2: When the ratio r=1 The ratio of geometric series k=1 crk is r=1, then the series become  k=1 crk =  k=1 cTherefore,  limk crk  = cThe sequence does not converge to 0.Therefore, for r=1, the series is divergent by divergence test.Case 3: When the ratio r>1The value of limk crk  is:limk crk  = Therefore, the sequence does not converge to 0.

3Step 3. Result

Therefore, the series is divergent by divergence test.In the similar fashion, result is proved for c<0.Thus, by divergence test, the geometric series k=1 crk diverges when r1 and c0.