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Niveau Maths sup
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Suites et limites

Posté par
ChazyChaz
14-12-08 à 20:32

Bonjour à tous.
Je bloque sur la question suivante:

Soit la suite Un définie pour tout entier supérieur ou égal à 1 par :

\large U_n =\frac{1\times 2\times 3\times ...\times (2n-1)}{2\times 4\times ..\times(2n)} = \prod_{k=1}^{n}\frac{2k-1}{2k}.

On note V la suite défini par pour tout entier naturel différent de 0 par \large V_n = U_n \times \large sqrt n.

Montrer que la suite V est croissante -> pas de problème.

Pour tout entier naturel différent de 0, on pose \large W_n = ln(\frac{V_{n+1}}{V_n}).

J'ai trouvé : \large W_n = ln(\frac{2n+1}{2n+2} \times sqrt(1+\frac{1}{n})


Déterminer \large (\alpha, \beta, \gamma) \in \mathbb{R}^6 tels qu'il existe une suite \epsilon telle que \lim_{n\to +\infty} \epsilon_n = 0 et telle que \large \forall n \in \mathbb{N}^*, w_n = \alpha + \frac{\beta}{n} + \frac{\gamma}{n^2} + \frac{\epsilon_n}{n^2}.

J'ai bien pensé écrire la suite W en décomposant avec le Ln, mais je ne parviens à rien.

Merci à tous de votre aide

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 14-12-08 à 21:26

Une âme charitable pour m'aider siouplait? ^^

Posté par
Narhm
re : Suites et limites 14-12-08 à 21:44

Bonsoir,

Je viens de vérifier l'écriture de la suite (Wn), elle est correct.
Ensuite, peut etre une indication, si Wn s'écrit comme ceci \large \forall n \in \mathbb{N}^*, W_n = \alpha + \frac{\beta}{n} + \frac{\gamma}{n^2} + \frac{\epsilon_n}{n^2} alors (Wn) converge vers , (n(Wn-)) converge vers etc...

Ca te permet de déterminer les constantes à l'aide de Dl.

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 14-12-08 à 21:53

Okay je vais regarder les développements limités, pourriez vous me faire celui pour déterminer alpha, afin que je prenne l'exemple pour trouver beta et gamma ? . Merci de votre participation

Posté par
Narhm
re : Suites et limites 14-12-08 à 22:29

Bien alors regardons un peu ta suite Wn;
3$ W_n=\ln(\fr{2n+1}{2n+2}\sqrt{1+\fr{1}{n}}) = \ln([1-\fr{1}{2n+2}]\sqrt{1+\fr{1}{n}}) = \ln(1-\fr{1}{2n+2}) \ + \ \fr{1}{2}\ln(1+\fr{1}{n})

Ceci suggere directement le Dl.
Par exemple pour alpha, il suffit de le poussé à l'ordre 1 en +oo.
Des lors , on trouve que Alpha = 0 facilement.

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 15-12-08 à 18:46

Oui en effet le Dl donne alpha = 0, et j'ai trouvé de mon côté béta = 8, est ce correct ? Merci à vous =)

Posté par
Narhm
re : Suites et limites 15-12-08 à 18:51

Je ne trouve pas ça, du moins pas pour Betâ.
Quel est le Dl que tu trouves pour Wn au voisinage de l'infinie ?

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 15-12-08 à 19:41

Et bien j'utilise la formule qui donne \large Ln(1-u ) \approx -u -\frac{u^2}{2}- \frac{u^3}{3} -... -\frac{u^{n+1}}{n+1}+ o(x^{n+1}),avec ici u qui vaut \large \frac{1}{2n+2}, de même pour \large \frac{1}{n}, en n'oubliant pas les signes dans le DL.

Est ce que je me trompe ?

Merci

Posté par
Narhm
re : Suites et limites 15-12-08 à 20:03

Oui c'est bien ça, on somme les deux Dl de ln(1-1/2n+2) et 1/2ln(1+1/n).
Si tu le poursuis jusqu'a l'ordre 3, qu'est ce que ca te donne ?

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 15-12-08 à 20:13

Alors je trouve \large -ln(2) -\frac{1}{2}\times ln(n) +\frac{3n}{2} + \frac{7n^2}{4} +\frac{5n^3}{2} +o(n^3)

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 15-12-08 à 21:53

Est ce aussi ce que vous trouvez ?

Posté par
Narhm
re : Suites et limites 16-12-08 à 00:24

Excusez moi, j'étais parti.

Donc non ce je ne trouve pas ça.
En ce qui concerne le Dl de Wn : Il faut repartir sur ceci :
3$ W_n=\ln(\fr{2n+1}{2n+2}\sqrt{1+\fr{1}{n}}) = \ln(\fr{2n+1}{2n+2})+\fr{1}{2}\ln(1+\fr{1}{n}) = \fbox{\ln(1+\fr{1}{2n})-\fr{1}{2}\ln(1+\fr{1}{n})} \qquad (1)

Mon autre expression était à travailler encore un peu pour avoir un vrai Dl complet à l'aide des DL usuels. je suis désolé, ça vous a peut être dérouté.

Ceci dit, je ne vois comment vous trouvez ce Dl :

Citation :
\large -ln(2) -\frac{1}{2}\times ln(n) +\frac{3n}{2} + \frac{7n^2}{4} +\frac{5n^3}{2} +o(n^3)


Maintenant à l'aide de (1) vous devez pouvoir pousser le Dl de Wn et donc fournir les 3 réels ,,. On se doute ce que sera le n...

La fin de cet exercice ne résume plus qu'à bien faire le développement limité

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 16-12-08 à 20:34

Bonsoir et désolé de ma réponse tardive.

Tout compte fait, je trouve comme DL \large \frac{1}{2n} - \frac{1}{8n^2} - \frac{1}{n} + \frac{1}{2n^2} + \frac{1}{2n} - \frac{1}{4n^2} + o(\frac{1}{n^2}).Je ne suis pas allé plus loin que les termes en "n²" car cela suffit pour trouver alpha, beta et gamma, et ainsi, je trouve alpha =0 beta =0 et gamma = 1/8, la suite des epsilon étant les 1/n qui admettent bien 0 comme limite lorsque n tend vers l'infini.

Merci de me dire si vous parvenez à la même conclusion

Posté par
Narhm
re : Suites et limites 16-12-08 à 22:21

Non, je suis désolé mais ca n'est pas encore ça :
Voici le 1er Dl : 3$ \rm Dl_2(+\infty) : ln(1+\fr{1}{2n}) = \fr{1}{2n}-\fr{1}{8n^2} + o(\fr{1}{n^2}).
Je vous laisse trouver le Dl de l'autre partie de W_n.
Apres sommation des 2 Dl, beaucoup de termes vous se simplifier.

Finalement on trouve bien \gamma = \fr{1}{8} mais avec les vrais Dl

A vous de jouer pour le Dl de (W_n).

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 17-12-08 à 18:41

Bonsoir.
En effet, j'ai revu mon DL et je confirme trouver alpha = 0 beta = 0 et gamma = 1/8, avec à la fin du DL un petit taux de 1/n² donc ce petit taux de 1/n² est epsilon(n)*(1/n²), avec epsilon (n) qui tend vers 0 en plus l'infini.

Posté par
Narhm
re : Suites et limites 17-12-08 à 19:38

Bonjour,

Bien, alors maintenant je pense que tu as pu conclure.
Il est très important de noter que les 3 réels et la suite que l'on cherchait n'ont rien à voir avec un développement de Wn mais par le biais du développement limité on peut les déterminer.

Quant à la suite epsilon c'est pareil, on sait qu'elle est là au voisinage de l'infinie, il reste donc juste à justifier qu'elle est aussi là partout.

Sinon le travail est fini

Posté par
ChazyChaz
re : Suites et limites 17-12-08 à 19:45

Merci donc de votre participation qui m'a grandement aidé



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