Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau maths spé
Partager :

Suite réelle - Oral ENS

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
12-10-08 à 10:44

Bonjour,

je suis en ce moment sur un exo sur lequel je rencontre quelques difficultés, de l'aide serait la bienvenue

_________________________________________________________________

Soit une suite réelle \Large (a_n) strictement positive. On pose \Large b_n = n\(\frac{1+a_{n+1}}{a_n}-1\).

Montrer que \Large\lim_{n\to\infty}\(\sup_{k\ge n}b_k\)\ge 1.
_________________________________________________________________

Dans le cas où la suite \Large (a_n) converge, c'est bon. Mais dans le cas où la suite peut faire un peu n'importe quoi, je vois pas trop comment avancer... même si on considère une sous-suite.

Dans le cas par exemple ou la suite \Large (a_n) diverge vers l'infini, la différence entre deux termes successifs pourrait très bien tendre vers 0. Cela voudrait donc dire que \Large (a_n) est telle que \Large\lim_{n\to\infty}\frac{n}{a_n}\ge 1 (ce qui ne me semble pas évident du tout).

Dans le cas d'une suite bornée, on peut extraire une sous-suite convergente et cela revient au cas d'une suite convergente, cas qui est réglé.

...

Merci d'avance.

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : Suite réelle - Oral ENS 12-10-08 à 11:45

Une petite remontée

Je viens de voir qu'en effet, lorsqu'une suite de réels tend vers l'infini et que la différence entre deux termes successifs tend vers 0, alors il existe une sous-suite telle que la différence entre cette sous-suite et n tende vers 0. Mais de là à la démontrer...

Posté par
perroquet
re : Suite réelle - Oral ENS 12-10-08 à 12:08

Bonjour, puisea

Tu as donc vu que lorsque la suite (u_n) est convergente, le résultat demandé est établi (c'est en fait le seul élément dont j'ai besoin pour la suite de la démonstration).

Supposons donc que la limite de la borne supérieure de l'ensemble considéré soit strictement inférieure à 1.

Alors, on dispose d'un réel q<1 tel que à partir d'un certain rang N:    b_n \leq q
donc tel que   \frac{1+a_{n+1}}{a_n} \leq 1+\frac{q}{n}

Ceci implique que, à partir d'un certain rang:  \frac{a_{n+1}}{a_n} \leq 1+\frac{q}{n}

On en déduit (classiquement) qu'à partir d'un certain rang     a_n \leq An^q

Mais alors, en reprenant l'inégalité de départ, à partir d'un certain rang:     \frac{a_{n+1}}{a_n} \leq 1+\frac{q}{n}-\frac{1}{a_n}\leq 1

Mais ceci implique que (a_n) est décroissante à partir d'un certain rang, donc convergente.

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : Suite réelle - Oral ENS 12-10-08 à 12:24

Bonjour perroquet,

J'ai parfaitement compris ta démonstration. Seulement, est-ce que je peux me permettre de te demander quelques détails supplémentaires pour :

Citation :
On en déduit (classiquement) qu'à partir d'un certain rang a_n \leq An^q


Car en partant de l'inégalité \frac{a_{n+1}}{a_n} \leq 1+\frac{q}{n}, même en écrivant l'inégalité à des rangs successifs, je ne vois pas comment on parvient à a_n \leq An^q.

Merci beaucoup en tout cas.

Posté par
perroquet
re : Suite réelle - Oral ENS 12-10-08 à 14:32

Ces deux résultats devraient te permettre d'y arriver:

3$ \sum_{k=N}^n\ln\frac{a_{k+1}}{a_k} \leq \sum_{k=N}^n \ln\left( 1+\frac{q}{k})

Or:   3$\sum_{k=N}^n \ln\left( 1+\frac{q}{k}\right)=\sum_{k=N}^n\frac{q}{k}+O\left( \frac{1}{k^2}\right)= q\ln(n)+C+o(1)

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : Suite réelle - Oral ENS 12-10-08 à 18:51

Pigé !

Merci

Posté par
Ksilver
re : Suite réelle - Oral ENS 12-10-08 à 19:05

Une solution alternative (plus simple je pense ) :

On raisone par l'absurde, dire que limsup bk <1 veut exactement dire que bk <=1 à partir d'un certain

en écrivant bn<= 1 et en manipulant l'expression de bn on ecrit facilement que :

a(n+1) <= (1+1/n).an - 1
à partir d'un certain rang. mais on peut supposer que c'est vrai dès le rang 0 quitte à considérer la suite a(n+m)

on pose ensuite Vn telle que V(n+1) =(1+1/n)Vn - 1

et on montre par récurence que Vn=n(V1 -1/2-1/3-... -1/n )

et montre enfin par récurence que (tant que an>0) alors Vn>an>0 ce qui est impossible puisque Vn -> -l'infini !

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : Suite réelle - Oral ENS 14-10-08 à 14:03

Bonjour Ksilver,

c'est effectivement la solution dont m'a fait part un de mes camarades.



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !