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Niveau Maths sup
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Suite des sommes partielles

Posté par
Louis66
29-07-14 à 14:51

Bonjour à tous,

J'ai un petit problème de compréhension d'énoncé. Pourriez-vous m'indiquer ce cette phrase signifie :

1. On considère la suite un = ln(n!n−n−1/2en). Montrer que la suite converge vers un réel k en la considérant comme la suite des sommes partielles d'une série.

J'ai pensé à écrire que Un = Sn = n k=0 uk

Est-ce correct ?

Merci d'avance

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 14:54

Bonjour

Je n'ai pas fait les calculs (ne manque-t-il quelques parenthèses?) mais je l'interpréterais plutôt comme u_n=\sum_{k=0}^nv_k avec v_k... à tpi de trouver!

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 14:59

Bonjour,

Merci de m'avoir répondu !
Oui, excusez moi pour la formule, je l'ai mal tapée :
la suite un = ln(n!*(n^(-n−1/2))*e^n))

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:03

C'est bien

u_n=\ln(n!\times n^{-n-(1/2)}e^n) ?

Essaye!

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:12

Oui c'est cette formule. Je n'avais pas réussi à bien l'écrire.

Je cherche. Faut-il décomposer le ln puis passer à une écriture de vn ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:14

A quoi doit être égal v_n (en principe?)

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:16

Je pense que vn = un

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:18

Certainement pas! Tu cherches v_k tel que u_n=v_0+v_1+...+v_n

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:32

Si je décompose un
Un = ln

Citation :
u_n=\ln(n!\times n^{-n-(1/2)}e^n) ?

alors Un = ln(n!) + ln(n^(-n-1/2) + ln(e^n)
alors Un = ln(k!) + ln(k^(-k-1/2) + k

Donc on obtiendrait Un = vk  en posant vk = ln(k!) + ln(k^(-k-1/2) + k

Correct or not ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:33

Bonjour
ce qu'il y a de bien avec les logarithmes, c'est qu'ils transforment les produits en sommes ....

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:35

Pas vraiment, mais il y a de l'idée...

De toute façon, v_n=u_n-u_{n-1} pour n \geq 1. Tu peux encore arranger \ln(n!)

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:45

ln(n!)=ln(k)  avec k allant de 1 à n, non ?

Comment avez-vous trouvé que Vn = Un - Un-1 ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:51

En regardant la formule que je t'ai donnée!

u_n=v_0+...+v_{n-1}+v_n

Posté par
lafol Moderateur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 15:52

(v_0 + v_1 + \dots + v_n) - (v_0 + v_1 + \dots + v_{n-1}) = ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 16:00

C'est bon, entre-temps, j'ai compris et j'ai bien trouvé que Vn = Un - Un-1 (tellement bête)
Et est-ce que Vn = ln ( (n*n^(-n-1/2) *e^n))/(n-1)^-n+1/2)) ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 16:02

Pardon, plutôt : Vn = ln ( (n*n^(-n-1/2) *e))/(n-1)^-n+1/2)) ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 16:58

Je ne trouve pas, je mélange en plus série, suite des sommes partielles ...

Posté par
lafol Moderateur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:14

et si tu simplifiais ton v_n, tu n'y verrais pas un peu plus clair ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:20

Je trouve Vn = 1 + ln(n)[-n+1/2] + ln(n-1)[n-1/2]

Posté par
lafol Moderateur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:24

mets en facteur (n - 1/2)...

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:26

Mais ça ne change pas grand chose.
On obtient Vn = 1 + (n-1/2)ln[(n-1)/n)]

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:29

Tu n'as pas mis en facteur partout.

Posté par
lafol Moderateur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:30

(n-1)/n = 1 - 1/n
tu peux faire un dl de v_n

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:31

Peut-être, mais ça mène à quoi ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:33

A calculer la limite de la somme, comme on te le demande.

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:34

J'ai envoyé le message avant avoir vu le vôtre
donc on obtient Vn = 1 + (n-1/2)ln(1-1/n)

Mais je ne vois pas à quoi ça doit mener

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:37

Si on fait un bilan :
on a Un-Un-1 = Vn
Vn = 1 + (n-1/2)ln(1-1/n)

or Un = Vk

Donc Un = 1 + (k-1/2)ln(1-1/k)  ???

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:41

Si on veut... il manque les limites dans la somme. u_n et non U_n a une limite si et seulement si la série de terme général v_n converge. Pour le savoir lafol t'a suggéré un développement limité.

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:45

Je ne vois que le développement limité ln(1+u) au voisinage de 0, et non pas + inf

bref, je ne vois pas  

Posté par
Camélia Correcteur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:47

Mais -1/n tend vers 0

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 17:52

Et finalement, on obtient bien Lim Vn (n--> + inf) = 0 ?

Posté par
Razes
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 22:30

Jusqu'à là, c'est bon: v_n=1+(n-\frac{1}{2})\ln \left (1-\frac{1}{n} \right ), On pose x=\frac{1}{n}

Tu as :  \ln(1-x)=-x-\frac{x^2}2-\frac{x^3}3-\cdots-\frac{x^{n}}n+o(x^{n})

Prends juste 2 termes du développement afin d'avoir un ordre de grandeur.

Posté par
lafol Moderateur
re : Suite des sommes partielles 29-07-14 à 22:37

"v_n tend vers 0" est nécessaire pour que la série converge, mais pas suffisant ... il faut que tu ailles plus loin dans le dl

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 10:25

En fait, je trouve après calculs avec dl, que Vn = 1/4n² + o(1/n²)

On en déduit que Vn ~ 1/4n² en +inf
comme la série 1/n² converge (Riemann de para 2>1), alors la stg Vn converge

Posté par
Razes
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 13:24

Désolé, mais 3 termes du développement et tu auras deux termes \frac{1}{4n^2} Donc le résultat serait plutôt \frac{1}{2n^2}

La conclusion est la même.

Posté par
Razes
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 13:26

Désolé, mais 3 termes du développement et tu auras deux termes en \frac{1}{n^2}

A calculer?

La conclusion est la même.

Posté par
Razes
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 13:26

Désolé, mais 3 termes du développement et tu auras deux termes en \frac{1}{n^2}

A calculer?

La conclusion est la même.

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 13:55

Non, mais j'ai réussi à conclure et à bien montrer que la suite u est convergente vers un réel k.

Merci

Posté par
Razes
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 14:32

Je ne remet pas en cause la convergence. Juste une petite réctif.

Le terme -\frac{1}{3n^3} du DL intervient

Nous obtiendront : \frac{1}{4n^2}-\frac{1}{3n^2}=-\frac{1}{12n^2}

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 17:20

Dans la suite de l'exo, on reparle de k. Mais il n'est pas dit explicitement de le calculer, ni dans cette 1ère question, ni dans la suite. Mais je me demande s'il ne serait pas utile pour une prochaine étape. Bref, avec une telle phrase "suite converge vers un réel k", faut-il le calculer ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 18:30

Je vous pose encore une question.
Je cherche depuis trop longtemps, je ne trouve pas cette question
En posant K = e^k, montrer que n! ∼(→+∞) K√n * (n/e)^n.
J'ai beau tourner dans n'importe quel sens, je ne vois pas.
Pourriez-vous me donner un début de piste, je tiens absolument à résoudre cette question moi-même

Merci ^^

Posté par
Robot
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 18:47

La question telle quelle n'a pas de sens : qui est k ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 18:56

On considère la suite un = ln(n!n−n−1/2en). Montrer que la suite converge vers un réel k en la considérant comme la suite des sommes partielles d'une série.

Posté par
Robot
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 19:03

Si la limite de u_n est k, quelle est la limite de \exp(u_n) ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 19:09

ce serait k ; mais je ne vois pas

Posté par
Robot
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 19:15

Si la limite de u_n est k, celle de \exp(u_n) n'est certainement pas k.
Par ailleurs, que veut dire n! \sim_{n\to \infty} K\,\sqrt{n}\,\left(\dfrac{n}{e}\right)^n, en termes de limite ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 19:21

Pardon, je pensais à autre chose.
Si lim Un = k alors exp Un = exp k

Je sais que si n ~ K n *(n/e)^n
alors lim n/ K n *(n/e)^n = 1

Posté par
Robot
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 19:27

L'équivalence ne concerne pas n, mais n!. Fais attention à ce que tu écris. Et tu écris une implication alors qu'il s'agit d'une équivalence (c'est justement l'implication réciproque qui va servir ici).
Tu as maintenant tout ce qu'il te faut. Qu'est ce que \exp(u_n) ?

Posté par
Louis66
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 19:32

Je suis allé trop vite.

Alors lim exp(Un)= exp(k)
or exp(k)=K
donc lim exp(Un)= K

et exp(Un)= n! n^(-n-1/2) * e^n

Posté par
Robot
re : Suite des sommes partielles 30-07-14 à 19:34

Tu as tout ce qu'il faut pour conclure facilement, je t'assure.

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