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Niveau Maths sup
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La formule de stiriling.

Posté par
Maxoudu94
18-04-09 à 11:02

Bonjour, j'aurai besoin d'aide à propos d'un exercice dont voici l'énoncé : (Je préviens à l'avance que la question à laquelle je bloque est la 3)b))

1) Pour k2, on note ωk=lnk-kk-1lntdt. Etablissez que ωk=kk-1((t-k+1)/t)dt.
Ca c'est fait.

2)a) On note Jk=kk-1(((t-k+1)(k-t))/t²)dt. Etablissez que ωk=(1/2)(lnk-ln(k-1))-(1/2)Jk. Ca c'est bon.
b) Ici j'ai encadré Jk entre 0 et 1/4.

3)a) Pour n1 fixé et p>n, on définit Rn,p=pk=n+1Jk. Prouvez que la suite (Rn,p)p>n est croissante et majoré. On note Rn sa limite. Trouvez un majorant sinple de Rn. La aussi c'est fait (pour la majoration je trouve 1/4).
b) Pour n2, on définit Sn=nk=2Jk. Prouver que la suite (Sn)n2 converge vers un réel l. Ca c'est ok. Puis écrivez une relation entre Sn, Rn et l : la je vois pas.

En vous remerciant d'avance...

Posté par
lyonnais
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 13:18

Salut

Tu as tout fait :

\Large{l=\sum_{k=2}^{+\infty} J_k  et  \Large{S_n=\sum_{k=2}^{n} J_k

Donc :

\Large{l-S_n = \sum_{k=n+1}^{+\infty} J_k = R_n

Sauf erreurs

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 13:30

Merci.
Et ensuite on me demande d'exprimer ln(n!) en fonction de n, ln(n) et Sn. Là je trouve ln(n!)=1-n+n*ln(n)+ln(n)/2-Sn/2.
Mais je dois en déduire l'existence d'un réel c tel que n! soit équivalent à c(n/e)^nn. Et là je sais pas.

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 17:40

Je viens de passer un long moment à chercher, mais je ne trouve toujours pas la solution. Votre aide me serait vraiment précieuse. Merci d'avance...

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 18:54

Je ne voudrais pas insister, mais j'ai vraiment besoin de votre aide, s'il vous plait.

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 18-04-09 à 19:06

salut

prend l'exponentielle:

n!=e1-nnnne...


sachant que L-Sn1/4....

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 19:15

J'arrive à n!=(e*n*n^n)/(Sn*e^n).
Après je ne vois pas comment aboutir et comment faire intervenir un réel c.

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 18-04-09 à 19:24

tu as n!=e*(n/e)n*n*e??

et tu sais que SnL

donc tu as bien une constante c

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 19:28

Et donc c=e/l , c'est ça?

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 19:31

Non excusez moi

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 19:35

c=e^(1-l/2)

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 18-04-09 à 20:04

on dirait bien

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 18-04-09 à 20:19

Dernière petite chose :
Voici la suite :

3)d) Trouver c. Là je trouve c=Rac(2*Pi) (je suis sur de moi, donc n'essayez pas de retrouver le résultat car on a besoin de la partie précédente du problème que je n'est pas posté).

4)a) Etablissez la majoration |kk-1(((t-k+1)(k-t))/t²)dt-1/(6k²)|(1/3)*kk-1dt/t^3. Ca c'est ok.
b) Etablissez la majoration |1/k²-kk-1dt/t²|2*kk-1dt/t^3. Ca aussi c'est bon.
Déduisez-en que |Rn-1/(6n)|1/(3n²) :  là j'y arrive pas.

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 18-04-09 à 21:09

3) oui c'est un truc comme ça (de toute façon ya le net)

4)...

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 10:36

En fait, ce qui me dérange, c'est que je vois qu'il y a un lien entre ce que l'on veut démontrer et l'exprssion trouvée en 4)a), mais même en passant à la limite, on arrive pas au résultat, non?

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 14:33

S'il vous plait.

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 15:30

Les trois petits points signifient-ils que la réponse est évidente?

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 19-04-09 à 15:38

non que jtrouve pas !!  

mais bon je réfléchis pas fort

ne faudrait-il pas utiliser Rn=L-Sn ...

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 15:56

Je sais pas trop parce que le "déduisez en" ne porte apparament que sur la question 4), non?

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 19-04-09 à 16:00

ça n'interdit pas d'utiliser tout ce qui précède

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 16:21

Et n'y a t'il pas un lien avec l'inégalité trouvé en 4)a)?, car il y a pas mal de similitudes je trouve.

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 17:36

Tant pis pour cette question, de toute façon on connait tout de même le résultat.
Par contre, j'espère ne pas abuser de votre patience, mais je bloque également à la dernière question du problème :

c) Etablissez, pour x[0,ln2], l'encadrement 1+xexp(x)1+x+x². Ca c'est fait.
d) Deduisez en que la suite (n(exp(Rn/2)-1-1/(12n))) converge vers zéro, puis que n!=(n/e)^n*Rac(2*Pi*n)*(1+1/(12n)+o(1/n)). Ca je ne trouve pas.

Merci d'avance.

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 19-04-09 à 18:30

tu remplaces x par Rn/2 puis tu utilises ton encadrement grace à 3a)

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 18:46

J'obtiens : (n/2)(Rn-1/(6n)) n(exp(Rn/2)-1-1/(12n)) (n/2)(Rn-1/(6n))+n(Rn/2)²
Après je vois un lien avec le 4)b) (en plus, 1/(3n²) tend vers 0) , mais ne parviens pas à démontrer que ce qui est à gauche et à droite tend vers 0.

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 19:07

Surtout que ce qui est à droite n'a pas l'air de tendre vers 0, non?

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 19:35

Vous êtes encore la carpediem?

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 19-04-09 à 19:48

ouais mais j'ai tj pas trouvé

tu peux me tutoyer

peut-être le 4b doit servir car tu peux écrire Rn/2=1/12n +o(1/n²) et là ça doit marcher

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 19:56

En fait, pour trouver n! à la question d'après, j'ai trouvé que exp(Rn/2)=1+1/(12n)+o(1/n), pour se rapprocher de l'expression de n! demandé, alors je sais pas si cette méthode est aussi utile ici.
Qu'en penses-TU?

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 19-04-09 à 20:08

c'est tj bien de voir plus loin si ça peut aider



donc maintenant faut que t'arrive à ce résultat

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 20:12

Oui, mais même avec ça, je n'aboutis ni à la première partie de la question, ni à la deuxième partie. Tu n'aurais pas une petite idée?

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 19-04-09 à 20:32

remplace Rn par

Citation :
tu peux écrire Rn/2=1/12n +o(1/n²)

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 20:47

Mais pourquoi Rn/2=1/12n +o(1/n²)?

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 19-04-09 à 20:49

d'après 4b)

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 19-04-09 à 20:59

Désolé mais je vois pas comment tu fais.

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 20-04-09 à 17:26

J'arrive vraiment pas à comprendre comment tu veux que je procède...

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 20-04-09 à 17:33

désolé je fais tout de tête donc c'est difficile pour moi aussi...

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 20-04-09 à 18:22

Tant pis c'est pas grave.
Merci et bonne journée.

Posté par
carpediem
la formule de Stirling 21-04-09 à 00:16

de rien et bonne continuation

Posté par
Maxoudu94
re : La formule de stiriling. 21-04-09 à 16:15

N'empêche que finalement j'arrive toujours à trouver pour ces 2 questions, donc si quelqu'un pouvait m'aider, ce serait vraiment sympa...



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