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Termes série harmonique non entiers.

Posté par
cailloux Correcteur
12-01-10 à 23:54

Bonsoir,

Un élève de 1ère a posé la question suivante dans le forum "lycée"

Montrer que pour n\geq 2, les termes de la série harmonique ne sont pas entiers.

Je lui ai donné une réponse en bottant en touche:

Un démonstration consiste à utiliser le théorème de Tchebychev (ex postulat de Bertrand):

pour tout entier n\geq 2 il existe au moins un nombre premier p tel que n<p<2n.

Et de lui annoncer qu' en 1ère, ce n' était pas vraîment raisonnable de se lancer dans ce genre de choses.

D' où ma question: existe-t-il une démonstration "simple" du fait qu' aucun terme de la série harmonique pour n\geq 2 n' est entier ?

Merci d' avance.



Posté par
Niwet
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 00:05

Bonsoir,

Je pense que la réponse est plus que simple ( si j'ai raison)
n 2 n >1
Donc comme n étant positif
0 < 1/n < 1 n >1
la serie harmonique étant de terme general un=1/n
Sachant qu'il n'existe aucun entier dans l'interval ]0,1[
On en déduit donc qu'aucun des termes de la série n'est entier pour n2

Posté par
cailloux Correcteur
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 00:09

Je ne suis pas d' accord:

Une somme de rationnels plus petits que 1 peut-être entière:

\frac{1}{2}+\frac{1}{3}+\frac{1}{6}= ?

Posté par
Niwet
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 00:12

Je te prie de m'excuser, je pensais qu'on discutais des valeurs de Un = 1/n
En première je ne me rappelais pas qu'on faisait les Séries, autant pour moi

J'y réflechis immédiatement

Posté par
Niwet
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 00:46

Je pense avoir une piste

On commence par encadrer gentiment 1/n
1/t dt 1/n t/t dtn2

Pour les borne des integrales de sachant pas le faire, elles sont de [n,n+1] la premiere et [n-1,n] la deuxieme.
En sommant on se retrouve avec
1/t dt 1/t dt
Pour les bornes on prends cette fois ci (integrale 1 : [2,j+1] somme [2,j] integrale 2 [2,j]) avec j >2 et j entier
Ce qui rejoins si on fait tendre n vers l'infini vers la celebre approximation entre la serie harmonique et ln(n)
on se retrouve avec  
ln(j+1) - ln(2) ln(j) - ln(2)
On suppose = k avec k un entier
Malheuresement la sa bloque parce que il existe effectivement des entiers compris dans mon encadrement exemple ln(14) - ln(2) 1.9
et ln(15)-ln(2) 2.01

Je me doute qu'en poursuivant ainsi, je n'arriverai pas à grand chose car l'encadrement par 2 réels donnera une infinité d'entier ( puisque continu sur 2, )
menfin c'est une premiere piste ...

Posté par
Niwet
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 01:07

J'ai craqué ... ( vite d'ailleurs )
En fouinant sur internet j'ai trouvé une méthode abordable en première sur le site suivant:
http://serge.mehl.free.fr/anx/val_ent_harmo.html

Bonne soirée

Posté par
cailloux Correcteur
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 11:00

Bonjour,

Merci pour le lien

Posté par
Camélia Correcteur
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 16:01

Bonjour

Merci, merci... Regardez comme nous avons souffert!

1/m+...1/n

Posté par
gui_tou
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 20:51

Bonsoir à tous

Ce résultat a même un petit nom, le théorème de Kurschak une somme de fractions

Posté par
cailloux Correcteur
re : Termes série harmonique non entiers. 13-01-10 à 21:15

Bonjour Camélia et gui_tou

Ca fait plaisir: je ne suis pas le seul à avoir transpiré



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