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Limite de suite d'intégrale

Posté par
1bonsoir
05-03-24 à 17:11

Bonjour,

J'était entrain de faire un exercice sur les intégrales quand je suis tombé sur une question et je ne vois pas très bien quoi faire

Un petit récap du sujet :

Soit n un entier naturel, on note (I_n) la suite définie par I_n=\int_{0}^{1} x^n ln(1+x)dx

Partie A : Recherche d'une valeur approchée de I_0

Très simple

Partie B : Recherche d'une valeur exacte de I_1

Elle aussi simple

Partie C : Etude de la suite (I_n)

On démontre rapidement que la suite (I_n) est décroissante, minorée par 0, majorée par \frac{ln(2)}{n+1}, et converge vers 0

Puis, à la question 4 on a :

4) Soit n un entier naturel, on note (U_n) la suite définie par U_n=\int_{0}^{1}\frac{x^n}{(1+x)}dx

a) Montrer que \forall n,U_{n+1} +U_n=\frac{1}{(n+1)}

Question directe

b) Montrer que \forall n\ne 0,U_n=(-1)^n (ln(2)+\sum_{k=1}^{n} \frac{(-1)^k}{k})

Il faut chercher mais simple aussi

c) On admet que \forall n,I_n=\frac{ln(2)}{n+1}-\frac{1}{n+1} U_{n+1}  ; En déduire la limite de nI_n

Je ne sais pas pourquoi on admet la propriété, car on peut la démontrer en 4 lignes avec l'intégration par parties, mais hormis ça, je n'arrive pas à trouver la limite de nI_n, est ce qu'il y a quelque chose que je n'ai pas su remarquer ? Merci d'avance pour votre aide

Posté par
larrech
re : Limite de suite d'intégrale 05-03-24 à 18:02

Bonjour,

En utilisant sa définition et le résultat de 4a/, montrer que \lim_{n\to _\infty} U_n=0

Posté par
1bonsoir
re : Limite de suite d'intégrale 05-03-24 à 18:30

Merci beaucoup, larrech, je ne pensais pas réutiliser la réponse a) sachant que je l'avait déjà fait pour montrer la b).

Donc si je ne me suis pas trompé \lim\limits_{n\to +\infty}nI_n=ln(2)

Posté par
larrech
re : Limite de suite d'intégrale 05-03-24 à 18:38

Oui, c'est ça. Au passage on en déduit \lim_{n\to _\infty} \sum_{k=1}^{n}{\dfrac{(-1)^k}{k}}

Posté par
carpediem
re : Limite de suite d'intégrale 06-03-24 à 13:55

salut

je suis curieux de connaitre l'énoncé de la partie A car on peut très bien calculer la valeur exacte de I0 ... de la même façon fort probablement que dans la partie B (d'ailleurs comment fais-tu ?)



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