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Nature d'une série ..


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maths supNature d'une série ..

#msg1800856 Posté le 14-04-08 à 16:38
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Bonjour à tous

Perroquet m'a donné envie de replonger dans l'Officiel de la Taupe

Citation :
Nature de la série de terme général 4$\rm \fr{(-1)^n}{n}.\Bigsum_{k=1}^n\fr1k.


Bon .. je pose 4$\rm \forall n\in\mathbb{N},\;u_n=\fr{(-1)^n}{n}.\Bigsum_{k=1}^n\fr1k

Mais je ne vois pas quel critère de convergence utiliser (si il y a convergence ^^)

Merci de votre aide
re : Nature d'une série ..#msg1800893 Posté le 14-04-08 à 16:44
Posté par Profilrobby3 robby3

Salut,
moi je dirais que ça diverge
juste, \frac{(-1)^n}{n} c'est bornée non?
re : Nature d'une série ..#msg1800902 Posté le 14-04-08 à 16:46
Posté par Profiljeanseb jeanseb

Bonjour Guitou

Sais-tu vers quoi tend 3$\rm \Bigsum_1^n \frac{1}{k} ?
re : Nature d'une série ..#msg1800917 Posté le 14-04-08 à 16:48
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Peut-être faut-il partir sur :

3$\rm\Bigsum_{k=1}^n\fr1k \sim \ell n(n)+\gamma

donc

3$\rm u_n \sim \fr{(-1)^n}{n}\(\ell n(n)+\gamma\)  ie   3$\rm u_n \sim \fr{(-1)^n.\ell n(n)}{n}+\gamma.\fr{(-1)^n}{n}

Et puisque les deux séries 3$\rm\Bigsum_{n\ge1}\fr{(-1)^n.\ell n(n)}{n} et 3$\rm\Bigsum_{n\ge1}\fr{(-1)^n}{n} convergent, alors 3$\rm \Bigsum_{n\ge1} u_n converge..

re : Nature d'une série ..#msg1800920 Posté le 14-04-08 à 16:49
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Salut Jeanseb et robby

Oui, je sais que la série harmonique diverge.
re : Nature d'une série ..#msg1800927 Posté le 14-04-08 à 16:50
Posté par Profilrobby3 robby3

(oublie ce que j'ai dit )
re : Nature d'une série ..#msg1800947 Posté le 14-04-08 à 16:54
Posté par Profiltealc tealc

Chalut

A mon avis il faut partir de ce qu'à écrit gui_tou sur l'équivalent, mais on ne peut pas partir de l'équivalent (somme d'équivalent, beurk).

Il faut donc écrire un développement limité, à l'ordre qu'il faut, puis sommer. On a aura alors deux (ou trois) sommes convergentes d'après le critère des séries alternées, et une dernière (le o( ) ) absolument convergente, ce qui permettra de conclure
re : Nature d'une série ..#msg1800953 Posté le 14-04-08 à 16:56
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Salut Tealc

Je n'ai pas sommé d'équivalent, si ?

Merci de votre aide !
nature d'une série ..#msg1800968 Posté le 14-04-08 à 16:57
Posté par ProfilPIL PIL

Bonjour !

Ne serait-elle pas alternée, la série des Un ?
re : Nature d'une série ..#msg1800981 Posté le 14-04-08 à 16:59
Posté par Profiltealc tealc

le problème est que t'écris : u_n \sim v_n + w_n et puisque v_n et w_n sont convergentes, u_n l'est. Or ce n'est pas forcément vrai si les séries ne sont pas absolument convergentes, ce qui n'est pas le cas ici

sauf erreur ^^
re : Nature d'une série ..#msg1800999 Posté le 14-04-08 à 17:04
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Ok !

Dites moi si je me trompe :

3$\rm\Bigsum_{n\ge1} (u_n+v_n) convergente \Longright \Bigsum_{n\ge1}u_n et \Bigsum_{n\ge1}v_n convergentes

mais la réciproque n'est pas vraie.

tealc : un DL de qui ?

re : Nature d'une série ..#msg1801008 Posté le 14-04-08 à 17:07
Posté par Profiltealc tealc

Tu te trompes

u_n = 1, v_n=-1 et la somme est le terme générale d'une série convergente ...


Sinon, un DL de H_n = \sum_n \frac{1}{n}
re : Nature d'une série ..#msg1801020 Posté le 14-04-08 à 17:10
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Ah ba mince alors

3$\rm H_n=\ell n(n)+\gamma+o(1)

Ensuite ?
re : Nature d'une série ..#msg1801028 Posté le 14-04-08 à 17:13
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Pour être plus précis :

3$\rm H_n=\ell n(n)+\gamma+\fr{1}{2n}+o(\fr1n)
re : Nature d'une série ..#msg1801063 Posté le 14-04-08 à 17:21
Posté par Profiltealc tealc

voilà, ton développement plus fin permet de conclure ^^ à toi de voir comment
re : Nature d'une série ..#msg1801102 Posté le 14-04-08 à 17:29
Posté par Profilgui_tou gui_tou

3$\rm u_n=\fr{(-1)^n.\ell n(n)}{n}+\gamma\fr{(-1)^n}{n}+\fr12.\fr{(-1)^n}{n^2}+o(\fr{1}{n^2})

Si on passe à la somme, les 3 dernières séries convergent clairement, et la première 3$\rm\Bigsum_{n\ge1}\fr{(-1)^n.\ell%20n(n)}{n} aussi ^^

Je vais me faire taper sur les doigts...
re : Nature d'une série ..#msg1801118 Posté le 14-04-08 à 17:37
Posté par Profilfusionfroide fusionfroide

Salut guillaume,

Pour la première tu utilises le critère des séries alternées ?

Sinon pour la dernière, tu vois comment montrer qu'elle converge absolument ?
re : Nature d'une série ..#msg1801121 Posté le 14-04-08 à 17:37
Posté par Profilinfophile infophile

Un DA ? (private joke)

Salut tout le monde
re : Nature d'une série ..#msg1801125 Posté le 14-04-08 à 17:38
Posté par Profiljeanseb jeanseb

En suivant l'idée de PIL (16h57)

3$\rm |u_{n+1}|-|u_n| = \frac{\Bigsum_1^{n+1}\frac{1}{k}}{n+1}-\frac{\Bigsum_1^{n}\frac{1}{k}}{n}=\frac{\frac{n}{n+1}-\Bigsum_1^{n}\frac{1}{k}}{n(n+1)}

qui est négatif.

Sauf erreur

La série est donc alternée comme l'a dit PIL, son terme général est décroissant et qui tend vers 0 (équivalence avec lnx/x²).

On est dans le cas du théorème spécial sur les séries alternées, qui dit que la série converge.

Non?
re : Nature d'une série ..#msg1801136 Posté le 14-04-08 à 17:40
Posté par Profiljeanseb jeanseb

Equivalence avec lnx/x plutôt.
re : Nature d'une série ..#msg1801138 Posté le 14-04-08 à 17:42
Posté par Profilgui_tou gui_tou

salut FF et kéké

Pour être toutafé honnête, je ne vois pas comment montrer que la série 3$\rm\Bigsum_{n\ge1}\fr{(-1)^n.\ell%20n(n)}{n} converge.

3$\rm\Bigsum_{n\ge1}\fr{(-1)^n}{n}=-\ell n(2) (classique ^^)

3$\rm\Bigsum_{n\ge1}\fr{1}{n^2} convergente \Longright \Bigsum_{n\ge1}\fr{(-1)^n}{n^2} convergente

et 3$\rm o(\fr{1}{n^2})=\fr{1}{n^2}o(1) donc la série des o(1/n²) converge ..

?
re : Nature d'une série ..#msg1801150 Posté le 14-04-08 à 17:45
Posté par Profiljeanseb jeanseb

Pour la série de 17h42, c'est pareil: dérive ln(x) /x, qui est décroissant pour x>1, donc le terme général de la série alternée tend vers 0 en décroissant---> critère spécial des séries alternées.

Non?
re : Nature d'une série ..#msg1801151 Posté le 14-04-08 à 17:45
Posté par Profilsoucou soucou

Série alternée... Pour la série du premier post, c'était aussi le cas avec une fonction qui tend vers 0 en décroissant... donc critère spécial des séries alternées. J'ai pas lu tous les messages.
re : Nature d'une série ..#msg1801175 Posté le 14-04-08 à 17:52
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Je viens de découvrir l'existence de ce fameux critère spécial des séries alternées

Donc jeanseb, ok pour 17h38 !

Ma démarche de 17h29 est-elle correcte ?

Merci !
re : Nature d'une série ..#msg1801203 Posté le 14-04-08 à 18:00
Posté par Profiltealc tealc

voui pour la 17h29 ^^
re : Nature d'une série ..#msg1801205 Posté le 14-04-08 à 18:00
Posté par Profiljeanseb jeanseb

Pour moi oui.
re : Nature d'une série ..#msg1801211 Posté le 14-04-08 à 18:01
Posté par Profiltealc tealc

sinon effectivement, le calcul de jeanseb semble bon, on pouvait directement montrer qu'elle était décroissante et tendant vers 0 ... M'enfin bon ^^
re : Nature d'une série ..#msg1801215 Posté le 14-04-08 à 18:02
Posté par Profilgui_tou gui_tou

tealc, j'ai demandé à jeanseb ..

Très bien, donc si j'avais voulu démontrer la convergence de la série artisanalement, c'eût été correct mon truc ?

Merci bien
re : Nature d'une série ..#msg1801244 Posté le 14-04-08 à 18:06
Posté par Profiljeanseb jeanseb

Artisanalement, c'est vite dit!

Il me semble plus logique, sur ce chapitre, d'utiliser le critère des séries alternées, plutôt que le développement asymptotique de la série harmonique.

Enfin, des gouts et de couleurs...
re : Nature d'une série ..#msg1801246 Posté le 14-04-08 à 18:07
Posté par Profilsoucou soucou

Je pense que sinon il y aurait été plus judicieux de démontrer le critère après tout

Par contre dans ta relation faisant intervenir du \ln ce qui me gène est que l'intervalle de convergence de la série de termes général \frac{(-1)^n}{\ n\ }x^n est ouvert en 1 donc... pas si classique

Je ne pense pas que ce soit juste mais attend je ne l'ai regardé en détail.
re : Nature d'une série ..#msg1801247 Posté le 14-04-08 à 18:08
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

|U(n)| = (1/n) * [1/1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n]

|U(n+1)| = (1/(n+1)) * [1/1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n + 1/(n+1)]

|U(n+1)| - |U(n)| = [1/1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n]*[1/(n+1) - 1/n] + 1/(n+1)²

|U(n+1)| - |U(n)| = [1/1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n]*[-1/(n.(n+1))] + 1/(n+1)²

|U(n+1)| - |U(n)| = -[1/1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n]/(n.(n+1)) + 1/(n+1)²

|U(n+1)| - |U(n)| < 0

|U(n+1)| < |U(n)| (1)
-----
Comme Somme(k=1 à n) 1/k est > 0 quel que soit n, la série est alternée par la présence du (-1)^n (2)
-----

0 <= (1/n) * (1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n) <= ln(n)/n

0 <= lim(n-> +oo) (1/n) * (1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n) <= lim(n-> +oo) [ln(n)/n]

0 <= lim(n-> +oo) (1/n) * (1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n) <= 0

lim(n-> +oo) (1/n) * (1 + 1/2 + 1/3 + ... + 1/n) = 0 (3)
-----

Avec (1), (2) et (3), la série est convergente en vertu de théorème de Leibniz.
-------------

Rappel:
Théorème de Leibniz :

Si dans une série alternée u1 , -u2 , u3 , -u4 ... où u1 , u2 , u3 ... un ... sont positifs, les termes vont en décroissant (soit u1 > u2 > u3 > ...) et si lim(n-> oo) u(n) = 0, alors la série converge.
-----
Sauf distraction (pas vérifié)
re : Nature d'une série ..#msg1801249 Posté le 14-04-08 à 18:08
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Je n'ai pas encore fait de chapitre sur les séries ; on a seulement vu les bases sur les séries. (je suis en sup, PCSI ^^)

Et cet exo m'intéressait, donc je l'ai posté !
re : Nature d'une série ..#msg1801254 Posté le 14-04-08 à 18:09
Posté par Profilsoucou soucou

Non j'ai dit une gourde, faut la prendre en -1 la série et là c'est bon...
re : Nature d'une série ..#msg1801259 Posté le 14-04-08 à 18:10
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Impec, merci J-P !

Théorème de Leibnitz = critère spécial des séries alternées, n'est-ce pas ?
re : Nature d'une série ..#msg1801269 Posté le 14-04-08 à 18:12
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Leibniz, pardon pour lui.
re : Nature d'une série ..#msg1801271 Posté le 14-04-08 à 18:12
Posté par Profilsoucou soucou

Finalement, je n'en suis pas si certain que ça... Arf, je deviens fou.
re : Nature d'une série ..#msg1801285 Posté le 14-04-08 à 18:15
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Citation :
Théorème de Leibnitz = critère spécial des séries alternées, n'est-ce pas


Yes.

Mais c'est Leibniz et pas Leibnitz

C'est ce bonhomme-ci:

re : Nature d'une série ..#msg1801292 Posté le 14-04-08 à 18:16
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Je me suis corrigé
re : Nature d'une série ..#msg1801312 Posté le 14-04-08 à 18:19
Posté par Profillyonnais lyonnais

Et moi je l'appelle de TSA : théorème des séries alternées !

Mais en 2 ans j'ai vu (et entendu les 3 noms) :

Théorème de Leinitz
Critère spécial des séries alternées
TSA

Quelqu'un a un autre nom a proposer ?
re : Nature d'une série ..#msg1801323 Posté le 14-04-08 à 18:20
Posté par Profilgui_tou gui_tou

J'en ai un autre oui ^^

Théorème de Leibniz
re : Nature d'une série ..#msg1801325 Posté le 14-04-08 à 18:21
Posté par Profilfusionfroide fusionfroide

oui, moi j'ai toujours appelé cela le CSSA : critère spécial des séries alternées ...
re : Nature d'une série ..#msg1801329 Posté le 14-04-08 à 18:21
Posté par Profilfusionfroide fusionfroide

ah j'avais pas vu que lyonnais l'avais déjà cité ^^

Un post pour rien ^^
re : Nature d'une série ..#msg1801332 Posté le 14-04-08 à 18:22
Posté par Profiljeanseb jeanseb

TSCA: Théorème sur Certaines Suites Alternées (dans les (excellents) livres de J.M.Monnier).
re : Nature d'une série ..#msg1801344 Posté le 14-04-08 à 18:23
Posté par Profiljeanseb jeanseb

T C S A, bien sur!
re : Nature d'une série ..#msg1801362 Posté le 14-04-08 à 18:26
Posté par Profilsoucou soucou

Perso, à vrai dire dans mon cours, on l'a vu mais sans nom... mdr !
re : Nature d'une série ..#msg1801384 Posté le 14-04-08 à 18:31
Posté par ProfilJ-P J-P Correcteur

Coup classique, si un mathématicien non français fait avancer le chmilblik, son nom sera souvent mystérieusement oublié dans les manuels français ou alors remplacé par celui d'un français qui aurait trouvé la même chose, fusse un siècle plus tard.

Est-ce si difficile de rendre à César ce qui ...

re : Nature d'une série ..#msg1801484 Posté le 14-04-08 à 18:50
Posté par Profillyonnais lyonnais

Tu n'a pas tort J_P

Mais en fait, nous on l'appelle le TSA, parce qu'il y a déjà un autre théorème qui s'appelle le théorème de Leibniz

C'est le théorème de dérivation sous le signe intégral.

Après je serais incapable de te dire si c'est le même Leibniz, mais si c'est bien le même, il a inventé trop de truc, donc il peut bien perdre un théorème par-ci par là ^^

re : Nature d'une série ..#msg1801501 Posté le 14-04-08 à 18:54
Posté par Profilelhor_abdelali elhor_abdelali Correcteur

Bonjour ;

Je m'incruste

Et si on demandait de calculer la somme ?!!!
re : Nature d'une série ..#msg1801512 Posté le 14-04-08 à 18:57
Posté par Profilfusionfroide fusionfroide

Salut elhor ^^

Tu as une idée ?

Maple ne me donne rien ^^
re : Nature d'une série ..#msg1801518 Posté le 14-04-08 à 18:58
Posté par Profilgui_tou gui_tou

Salut Elhor !

Je dirais 3$\red-\gamma ..

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