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Niveau Maths sup
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Un développement asymptotique

Posté par
momo4735
22-12-08 à 19:26

Bonjour, et bonnes fêtes tout le monde.

On définit une suite réelle par

xn+1= xn   +1/xn
et xo=1

1/ Montrer qu'elle diverge vers + inf
2/ Montrer en étudiant la suite x²n+1 -x²n que xn ~ 2n
3/ Montrer que 1+t =  1+t/2 + o(t) (en 0)

Tout dabord dès la première question je bloque. J'ai montrer aisément en faisant le rapport xn+1/xn qu'elle est croissante ( même strictement ) cependant comment montrer qu'elle n'est pas majoré ...

Voilà, merci d'avance de votre aide et encore bonnes fêtes !

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 22-12-08 à 19:28

Salut !

1) Suppose que (xn) admet une limite finie que j'appelle L.

Alors L doit vérifier L = L + 1/L soit 1/L=0 ce qui est impossible.

Donc (xn) n'admet pas de limite finie, et vue qu'elle est croissante ...

Posté par
franz
re : Un développement asymptotique 22-12-08 à 19:50

u_{n+1}^2=u^2_n+2+\frac 1 {u_n^2}

\Bigsum_{n=0}^{N-1} (u_{n+1}^2-u^2_n)=2N+\Bigsum_{n=0}^{N-1}\frac 1 {u_n^2}

Comme u_n\relstack{\longrightarrow}{n\to \infty}\infty   ,   \Bigsum_{n=0}^{N-1}\frac 1 {u_n^2} << 2N donc 2N+\Bigsum_{n=0}^{N-1}\frac 1 {u_n^2}\relstack{\sim}{N\to \infty}2N

D'autre part \Bigsum_{n=0}^{N-1} (u_{n+1}^2-u^2_n)=u_N^2-u_0^2\relstack{\sim}{N\to \infty}u_N^2 (toujours par cette limite en \infty)

Conclusion

u_N^2\relstack{\sim}{N\to \infty}2N   donc   3$\red u_N\relstack{\sim}{N\to \infty}\sqrt{2N}

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 22-12-08 à 20:30

Merci, cependant il ya un truc que je comprend pas comme un diverge vers linf alors la somme des 1/un² << 2N

Moi direct je vois une somme d'inverse de carré je pense à la série trompeuse des 1/k² qui converge vers pi²/6 donc en fait ce que je comprend pas c'est comment tu arrive à négliger la somme devant 2N ?

Posté par
franz
re : Un développement asymptotique 22-12-08 à 21:19

C'est la partie délicate de la démo.

Comme u_n\relstack{\longrightarrow}{n\to%20\infty}\infty,  \frac 1 {u_n^2}\relstack{\longrightarrow}{n\to%20\infty}0
\forall \epsilon > 0 , \exists n_0\in{\mathbb N}\quad tq\qquad \forall n>n_0\quad ,\qquad \frac 1 {u_n^2}<\epsilon

Soit N>n_0

\Bigsum_{k=0}^{N}\frac 1 {u_k^2}=\underbrace{\Bigsum_{k=0}^{n_0}\frac 1 {u_k^2}}_A+\Bigsum_{k=n_0+1}^{n}\frac 1 {u_k^2}<A+(N-n_0)\epsilon

Donc

\frac{\Bigsum_{k=0}^{N}\frac 1 {u_k^2}}{2N}\;<\;\frac{A+(N-n_0)\epsilon}{2N}\;<\;\frac A {2N}+\frac \epsilon 2\;<\; \epsilon pour N assez grand

CQFD

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 22-12-08 à 21:57

Merci !!

Je pense que sans rédiger une telle démonstration sur ma copie on pouvais appliquer le lemme de césaro qui est dans le cours!

sinon pour la troisième ?

je dois aussi montrer que si un est une suite à terme positifs telle que un ~ 1/n alors sigme ( k=1 à n des uk)~ln(n)

Merci beaucoup de votre aide.

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 23-12-08 à 12:19

Oups je pense qu'il est important de signaler que je ne connais pas encore les DL.

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 23-12-08 à 18:32

up plz...

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 23-12-08 à 22:51

up...

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 24-12-08 à 11:39

....

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 24-12-08 à 11:42

si je ne dis pas de bêtises, tu peux écrire un=1/n+o(1/n)

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 24-12-08 à 11:49

euh comment tu vois sa ? déjà ce que tu appeles un c'est xn mais c'est pas grave on se comprend.

Et puis même si un = 1/n + o(1/n) en quoi sa nous avance ?

Merci de ton aide.

Ps: Je pourrais pas répondre avant 15-16h.

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 24-12-08 à 11:54

non mais un = 1/n + o(1/n) c'est pour ton autre exo Un développement asymptotique ^^

3) Reviens à la définition : montre que 4$\fr{\sqrt{1+t}-1-t/2}{t}\longright_{t\to0}0

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 24-12-08 à 17:05

Ok, merci  bon pour la limite c'est facile en séparant le numérateur on fait apparaître le nombre dérivé de racine(1+t) en 0 ce qui fait 1/2-1/2 soit 0

A présent je dois montrer que si (un) est une suite à termes positifs telle que un ~1/n alors sigma(de 1 a n) uk  ~ln(n)

et en utilisant cette question et la précedente je dois amélioré le résultat de la question 2 en montrant que xn = 2n(1+ln(n)/8n +o(ln(n)/n))

Merci encore.

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 26-12-08 à 12:53

petit up plzz

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 26-12-08 à 14:54

...

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 26-12-08 à 16:58

svp encore un up

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 26-12-08 à 16:59

tu as exploité un = 1/n + o(1/n) ?

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 26-12-08 à 17:42

euhh ? je vois pas quoi en dire

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 26-12-08 à 18:19

3$\Bigsum_{k=1}^nu_k=\Bigsum_{k=1}^n{4$\fr1k}+\Bigsum_{k=1}^no\(\fr1k\)

etc

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 26-12-08 à 19:07

A daccord alors euh déjà j'aimerais savoir une chose.

esque quand un ~ 1/n <=> un=1/n + o(1/n) ?

Donc à mon avis c'est oui et pour finir ce que tu as écrit étant donné que la somme 1/k ~ ln (n) ( ce qui se démontre par les intégrales si je me souviens bien )  puis la somme des o(1/k) il faut montrer qu'elle est equivalente à 0 ?

Merci.

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 27-12-08 à 15:21

up...

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 27-12-08 à 15:37


Citation :
esque quand un ~ 1/n <=> un=1/n + o(1/n) ?


oui, c'est la définition de l'équivalence

on veut montrer que 3$\bigsum_{k=1}^nu_k=\ell n(n)+o(\ell n(n)), essaie de retomber sur ça

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 27-12-08 à 15:45

Ben comme sigma ( k=1 à n) 1/k ~ ln(n)

sa signifie que que sigma... =  ln(n) + o(ln(n)) mais maintenant je vois pas quoi faire du sigma o(1/k)

Voilà merci.

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 27-12-08 à 15:49

le sigma des o(1/k) est probablement un o(ln(n))

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 27-12-08 à 16:11

dans ce cas, on a sigme uk = ln(n) +2o(ln(n)) ?  et ça sa veut bien dire que  sigma uk ~ln(n) ok.

Pour finir, je vois pas comment amélioré le résultat en utilisant ces questions.

Merci beaucoup de ton aide.

Posté par
gui_tou
re : Un développement asymptotique 27-12-08 à 16:13

oui, et 2o(ln(n)) = o(ln(n)) !

je ne vois pas non plus comment s'en servir..

Posté par
momo4735
re : Un développement asymptotique 27-12-08 à 16:37

Merci, je vais essayé de me débrouiller pour la dernière question.



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