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Limite d'une intégrale


maths supLimite d'une intégrale

#msg1906642 Posté le 07-06-08 à 21:18
Posté par ProfilSkops Skops

Bonjour,

Je voudrais une piste pour la limite quand n tend vers +oo de :

4$\bigint_{0}^1\frac{(1-t)^n}{n!}e^tdt

Merci

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1906647 Posté le 07-06-08 à 21:21
Posté par Profilrai rai

Salut

inégalité de la moyenne
re : Limite d'une intégrale#msg1906652 Posté le 07-06-08 à 21:25
Posté par ProfilSkops Skops

Salut rai

En cherchant le sup de ma fraction ?

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1906653 Posté le 07-06-08 à 21:26
Posté par ProfilNicolas_75 Nicolas_75 Correcteur

Bonjour,

Si on appelle In ton expression, une simple IPP permet d'exprimer I(n) en fonction de I(n-1). On obtient alors une expression explicite de I(n) en fonction de n, et sa limite.
re : Limite d'une intégrale#msg1906659 Posté le 07-06-08 à 21:36
Posté par ProfilNicolas_75 Nicolas_75 Correcteur


Autre méthode...

En visualisant mentalement la fonction sous l'intégrale, on "voit" qu'elle s'écrase vers l'axe des abscisses progressivement quand n augmente, sauf en t=0.

On conjecture donc que la limite est 0.

Essayons de le montrer.
Soit 3$\epsilon > 0.
On cherche un 3$N tel que, pour tout 3$\forall n\ge N,\quad I_n<\varepsilon.

On coupe l'intégrale en 2 :

3$I_n=\Bigint_0^{\frac{\varepsilon}{6}}\frac{(1-t)^n}{n!}e^t\mathrm{d}t + \Bigint_{\frac{\varepsilon}{6}}^1\frac{(1-t)^n}{n!}e^t\mathrm{d}t

L'intégrande du premier terme est inférieure à e, donc à 3. On peut donc majorer facilement le premier terme :

3$I_n\le\frac{\varepsilon}{2} + \Bigint_{\frac{\varepsilon}{6}}^1\frac{(1-t)^n}{n!}e^t\mathrm{d}t

On majore le second terme :

3$I_n\le\frac{\varepsilon}{2} + e\Bigint_{\frac{\varepsilon}{6}}^1\frac{\left(1-\frac{\varepsilon}{6}\right)^n}{n!}\mathrm{d}t

Sous cette forme, il est facile de montrer que le second terme tend vers 0. Il existe donc un N tel que, pour n >= N, il soit < epsilon/2

D'où la conclusion.

Sauf erreur.
re : Limite d'une intégrale#msg1906668 Posté le 07-06-08 à 21:44
Posté par ProfilSkops Skops

J'ai In+In-1=1/n!

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1906669 Posté le 07-06-08 à 21:45
Posté par ProfilNicolas_75 Nicolas_75 Correcteur

D'où l'expression de In en fonction de n, et une limite connue.
re : Limite d'une intégrale#msg1906674 Posté le 07-06-08 à 21:51
Posté par Profilotto otto

Bonjour,
tu peux faire une majoration /minoration directe sur exp(t) et ensuite tu calcules explicitement les 2 bornes qui tendent vers 0 + thm des gendarmes.
re : Limite d'une intégrale#msg1906675 Posté le 07-06-08 à 21:51
Posté par ProfilSkops Skops

Merci à vous deux

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1906680 Posté le 07-06-08 à 21:55
Posté par Profilsoucou soucou

Salut,

Avec la formule de Taylor avec reste intégrale de la fonction exp sur [0,1] ?

\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\bigint_{0}^1\frac{(1-t)^n}{n!}e^tdt=e^1-\sum_{k\geq0}\frac{1}{\ k!\ }=0

re : Limite d'une intégrale#msg1906725 Posté le 07-06-08 à 22:45
Posté par ProfilSkops Skops

C'était justement le but du calcul que de calculer la convergence de cette somme

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1906731 Posté le 07-06-08 à 22:51
Posté par ProfilNicolas_75 Nicolas_75 Correcteur

Dans ce cas, un calcul du type de 21h36 montre que In --> 0
Or In = e - somme
donc la somme tend vers e.
re : Limite d'une intégrale#msg1907402 Posté le 08-06-08 à 16:23
Posté par ProfilSkops Skops

J'en ai une autre

4$\int^n_0x^ne^{-nx}dx

Montrer que ca tend vers 0
L'inégalité de la moyenne ne me donne rien ni un encadrement

Cauchy Schwarz ?

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1907407 Posté le 08-06-08 à 16:31
Posté par Profilgui_tou gui_tou

salut

une IPP te donnera une relation entre I(n) et I(n+1) (normalement ^^)
re : Limite d'une intégrale#msg1907415 Posté le 08-06-08 à 16:36
Posté par ProfilSkops Skops

Je n'en trouve pas

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1907418 Posté le 08-06-08 à 16:40
Posté par ProfilNicolas_75 Nicolas_75 Correcteur

Autre méthode (potentielle) :
Voir si on peut majorer x.e-x sur [0;n] par une une étude de variations classique. Je n'ai pas encore essayé.
re : Limite d'une intégrale#msg1907419 Posté le 08-06-08 à 16:41
Posté par ProfilSkops Skops

J'essaye

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1907423 Posté le 08-06-08 à 16:42
Posté par ProfilSkops Skops

Majoré par 1/e (sauf erreur)

Skops
re : Limite d'une intégrale#msg1907646 Posté le 08-06-08 à 18:37
Posté par ProfilNicolas_75 Nicolas_75 Correcteur

Dans ce cas, l'intégrale est majorée par n/en qui tend vers 0.

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