Let <em>S</em> and <em>T</em> denote the two finite sums,
<em>S</em> = 1 + <em>x</em> + <em>x</em> ² + <em>x</em> ³ + … + <em>x</em> ᴺ
<em>T</em> = 1 - <em>x</em> + <em>x</em> ² - <em>x</em> ³ + … + (-<em>x</em>) ᴺ
• If both <em>S</em> = 8 and <em>T</em> = 8 as <em>N</em> goes to infinity:
Then
<em>xS</em> = <em>x</em> + <em>x</em> ² + <em>x</em> ³ + <em>x</em> ⁴ + … + <em>x</em> ᴺ⁺¹
-<em>xT</em> = -<em>x</em> + <em>x</em> ² - <em>x</em> ³ + <em>x</em> ⁴ + … + (-<em>x</em>) ᴺ⁺¹
so that
<em>S</em> - <em>xS</em> = 1 - <em>x</em> ᴺ⁺¹ ==> <em>S</em> = (1 - <em>x</em> ᴺ⁺¹)/(1 - <em>x</em>)
and similarly,
<em>T</em> = (1 - (-<em>x</em>) ᴺ⁺¹)/(1 + <em>x</em>)
For both sums, so long as |<em>x</em>| < 1, we have
lim [<em>N</em> → ∞] <em>S</em> = 1/(1 - <em>x</em>)
lim [<em>N</em> → ∞] <em>T</em> = 1/(1 + <em>x</em>)
Then if both sums converge to 8, this happens for
<em>S </em>: 1/(1 - <em>x</em>) = 8 ==> <em>x</em> = 7/8
<em>T</em> : 1/(1 + <em>x</em>) = 8 ==> <em>x</em> = -7/8
• If the sum <em>S</em> + <em>T</em> = 8 as <em>N</em> goes to infinity:
From the previous results, we have
1/(1 - <em>x</em>) + 1/(1 + <em>x</em>) = 8 ==> <em>x</em> = ±√3/2