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Suite convergente et limite

Posté par
haipepito
07-12-09 à 21:37

Bonsoir tout le monde, je suis étudiant en classe préparatoire et les math et moi c'est un peu la galère...
J'ai cet exercice à rendre et j'ai quelques difficultées:

Soit la suite (Un) définit pour tout n par:
         n
Un = 1/ (2n +2k-1)
        k=1

Pour déterminer la convergence on cherche à montrer qu'elle est croissante et majorée mais j'arrive vite à un petit problème:
                  n+1                              n
Un+1 - Un = 1/(2(n+1)+2k-1)  - 1/(2n+2k-1)

Après avoir développer je tombe sur:
                                    n
Un+1 - Un = 1/ (4n+3) - 2/((2n+ék+1)(2n+2k-1))

Ce qui n'est pas très cool pour montrer qu'elle est croissante car c'est le cas en calculant Uo, U1... on peut même la borner par 1/2...

HELP

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:30

bonsoir

Citation :
je suis étudiant en classe préparatoire et les math et moi c'est un peu la galère...

c'est un peu dommage !

bon, revenons à ton problème... je ne comprends pas bien ton u(n+1)-u(n) :

4$ U_{n+1} = \sum_{k'=1}^{k'=n+1}\frac{1}{2n+2k'+1}

fais le changement k=k'-1

4$ U_{n+1} = \sum_{k=0}^{k=n}\frac{1}{2n+2k-1}=\frac{1}{2n-1}+\sum_{k=1}^{k=n}\frac{1}{2n+2k-1}=\frac{1}{2n-1} + U_n

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:32

ce qui prouve de façon évidente que U est croissante...

après, il est facile de démontrer qu'elle est majorée par 1/2

donc elle converge...

Posté par
LeHibou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:37

Bonjour,

Croissance des Un :
On a, en détaillant le début et la fin des sommes :
Un = 1/(2n+1) + 1/(2n+3) + 1/(2n+5) +...+ 1/(4n-5) + 1/(4n-3) + 1/(4n-1)
Un+1 = 1/(2n+3) + 1/(2n+5) + 1/(2n+7) +...+ 1/(4n-1) + 1/(4n+1) + 1/(4n+3)
Donc Un+1 -Un = 1/(4n+1) + 1/(4n+3) -1/(2n+1)
On réduit tout au même dénominateur :
Un+1-Un = [(4n+3)(2n+1)+(4n+1)(2n+1)-(4n+1)(4n+3)][(4n+1)(4n+3)(2n+1)]
Le dénominateur est positif, et le numérateur vaut :
8n²+10n+3+8n²+6n+1-16n²-16n-3 = 1
Le numérateur est aussi positif, donc Un est croissante.


Majoration des Un :
Pour un n donné, le plus grand des termes des termes 1/(2n+2k-1) est le terme correspondant à la plus petite valeur de k, c'est à dire k = 1. Le plus grand des termes est donc 1/(2n+2-1) = 1/(2n+1)
Comme il y a n termes, tu meux donc majorer Un par n/(2n+1), qui est lui-même majoré par 1/2, comme tu l'as pressenti.

Conclusion : Un est croissante et majorée, donc convergente.

Posté par
LeHibou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:41

Bonsoir MatheuxMatou,
Je ne trouve pas le même Un+1-Un que toi...
Un de nous deux s'est trompé quelque part
(en général, c'est moi...)

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:41

ah oui tiens... bonsoir LeHibou... je me suis viandé dans mon changement de variable !

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:41

non , non, je crois que c'est moi !

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:43

ma première somme est correcte mais après c'est k'=k-1 qu'il faut poser...

je le retape !

Posté par
LeHibou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:44

Moi j'ai raisonné genre besogneux, mais même comme ça j'ai pu me bâcher...

Posté par
haipepito
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:45

Sauf erreur de m part n'y a-t-il pas un problème dans la réponse que tu me proposes, tu changes un n, ce qui simplifie tout:
           n+1
Un+1 = 1/ ((2(n+1)+2k-1))
         k=1

et non pas
           n+1
Un+1= 1/ (2n+2k-1)
           k'=1

C'est pour sa ... si on dévloppe celle que tu as avec Un1-Un ce qu'il y a dans la somme se simplifie aisémment à conditon de ne pas faire d'erreurs...

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:46

U_{n+1}=\sum_{k=2}^{k=n+2} \frac{1}{2n+2k-1} = U_n - \frac{1}{2n++1}+\frac{1}{4n+1}+\frac{1}{4n+3}

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:47

je suis d'accord avec toi LeHibou ...
c'est toi qui avais raison !

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:49

(visiblement tu as mal lu ma somme Haipepito)

Posté par
haipepito
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:49

Lehibou merci, je vois la suite telescopique de cette manière
c'est d'ailleurs beaucoup plus simple pour raisonner !

Posté par
LeHibou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:49

Ah ben là on est d'accord, et tous calculs faits on arrive à :
1/[(4n+1)(4n+3)(2n+1)]

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:51

le caractère télescopique se met aussi en évidence sur les symboles "somme" Haipepito !

Posté par
LeHibou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:51

Bonne nuit à tout le monde !
LeHibou

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:51

bonne nuit LeHibou

Posté par
haipepito
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:52

premier problème posté, premier problème résolu et compris !
vous êtes géniaux merci

Posté par
MatheuxMatou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:53

pas de quoi, ce fut un plaisir...

mm

Posté par
LeHibou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:56

Ce soir on a gagné un nouve

Posté par
LeHibou
re : Suite convergente et limite 07-12-09 à 23:57

un nouveau client, bienvenue sur l'île !



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