Question Number 216178 by hardmath last updated on 29/Jan/25

$$\mathrm{B}\:=\:\frac{\mathrm{3}^{\mathrm{4}} \:+\:\mathrm{3}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{1}}{\mathrm{3}^{\mathrm{7}} \:-\:\mathrm{3}}\:+\:\frac{\mathrm{4}^{\mathrm{4}} \:+\:\mathrm{4}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{1}}{\mathrm{4}^{\mathrm{7}} \:-\:\mathrm{4}}\:+\:…\:+\:\frac{\mathrm{10}^{\mathrm{4}} \:+\:\mathrm{10}^{\mathrm{2}} \:+\:\mathrm{1}}{\mathrm{10}^{\mathrm{7}} \:-\:\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{Find}:\:\:\:\mathrm{B}\:+\:\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{220}}\:=\:? \\ $$
Answered by Rasheed.Sindhi last updated on 29/Jan/25

$${B}=\underset{{x}=\mathrm{3}} {\overset{\mathrm{10}} {\Sigma}}\frac{{x}^{\mathrm{4}} +{x}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{{x}^{\mathrm{7}} −{x}}\:;\:{x}\in\mathbb{N} \\ $$$$\:=\underset{{x}=\mathrm{3}} {\overset{\mathrm{10}} {\Sigma}}\frac{\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}\right)}{{x}\left({x}^{\mathrm{6}} −\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:=\underset{{x}=\mathrm{3}} {\overset{\mathrm{10}} {\Sigma}}\:\frac{\cancel{\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}\right)}}{\:\:{x}\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}+\mathrm{1}\right)\cancel{\left({x}^{\mathrm{2}} +{x}+\mathrm{1}\right)\left({x}^{\mathrm{2}} −{x}+\mathrm{1}\right)}} \\ $$$$\:=\underset{{x}=\mathrm{3}} {\overset{\mathrm{10}} {\Sigma}}\:\frac{\mathrm{1}}{\:\:{x}\left({x}−\mathrm{1}\right)\left({x}+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:=\underset{{x}=\mathrm{3}} {\overset{\mathrm{10}} {\Sigma}}\:\frac{\mathrm{1}}{\:\:{x}\left({x}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}\left(\mathrm{3}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}\left(\mathrm{4}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{5}\left(\mathrm{5}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{6}\left(\mathrm{6}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{7}\left(\mathrm{7}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{8}\left(\mathrm{8}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}\left(\mathrm{9}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}\left(\mathrm{10}^{\mathrm{2}} −\mathrm{1}\right)} \\ $$$$=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{24}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{60}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{120}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{210}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{336}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{504}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{720}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{990}} \\ $$$$=\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{165}} \\ $$$${B}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{220}}=\frac{\mathrm{13}}{\mathrm{165}}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{220}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}} \\ $$
Answered by mr W last updated on 29/Jan/25
![a_n =((n^4 +n^2 +1)/(n^7 −n)) =((n^4 +2n^2 +1−n^2 )/(n(n^6 −1))) =(((n^2 +1)^2 −n^2 )/(n(n^3 +1)(n^3 −1))) =(((n^2 −n+1)(n^2 +n+1))/(n(n+1)(n^2 −n+1)(n−1)(n^2 +n+1))) =(1/(n(n+1)(n−1))) =(1/2)×((n+1−(n−1))/((n−1)n(n+1))) =(1/2)[(1/((n−1)n))−(1/(n(n+1)))] B=a_3 +a_4 +...+a_(10) =(1/2)[((1/(2×3))−(1/(3×4)))+((1/(3×4))−(1/(4×5)))+...+((1/(9×10))−(1/(10×11)))] =(1/2)((1/(2×3))−(1/(10×11))) =(1/(12))−(1/(220)) ⇒B+(1/(220))=(1/(12)) ✓](https://www.tinkutara.com/question/Q216200.png)
$${a}_{{n}} =\frac{{n}^{\mathrm{4}} +{n}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}}{{n}^{\mathrm{7}} −{n}} \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{{n}^{\mathrm{4}} +\mathrm{2}{n}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}−{n}^{\mathrm{2}} }{{n}\left({n}^{\mathrm{6}} −\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\left({n}^{\mathrm{2}} +\mathrm{1}\right)^{\mathrm{2}} −{n}^{\mathrm{2}} }{{n}\left({n}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1}\right)\left({n}^{\mathrm{3}} −\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\left({n}^{\mathrm{2}} −{n}+\mathrm{1}\right)\left({n}^{\mathrm{2}} +{n}+\mathrm{1}\right)}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)\left({n}^{\mathrm{2}} −{n}+\mathrm{1}\right)\left({n}−\mathrm{1}\right)\left({n}^{\mathrm{2}} +{n}+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)\left({n}−\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}×\frac{{n}+\mathrm{1}−\left({n}−\mathrm{1}\right)}{\left({n}−\mathrm{1}\right){n}\left({n}+\mathrm{1}\right)} \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\frac{\mathrm{1}}{\left({n}−\mathrm{1}\right){n}}−\frac{\mathrm{1}}{{n}\left({n}+\mathrm{1}\right)}\right] \\ $$$$ \\ $$$${B}={a}_{\mathrm{3}} +{a}_{\mathrm{4}} +…+{a}_{\mathrm{10}} \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}×\mathrm{3}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}×\mathrm{4}}\right)+\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{3}×\mathrm{4}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}×\mathrm{5}}\right)+…+\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{9}×\mathrm{10}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}×\mathrm{11}}\right)\right] \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left(\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}×\mathrm{3}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{10}×\mathrm{11}}\right) \\ $$$$\:\:\:\:=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}}−\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{220}} \\ $$$$ \\ $$$$\Rightarrow{B}+\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{220}}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{12}}\:\checkmark \\ $$
Commented by hardmath last updated on 29/Jan/25

$$\mathrm{thank}\:\mathrm{you}\:\mathrm{dear}\:\mathrm{professors} \\ $$