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Niveau Maths sup
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Condition de convergence - série

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
02-01-07 à 17:38

Bonsoir, encore moi avec un nouvel exo que j'ai trouvé suite à la discussion avec Kaiser sur les conditions nécessaires pour qu'une série converge.

On a :

Soit \Large\alpha\in\mathbb{R}. On pose \Large u_0 = 0 et \Large\forall n \ge 1 on a :

\Large u_n=\frac{1}{n^\alpha}

Trouver une condition nécessaire et suffisante, portant sur alpha, pour que la série de terme général \Large u_n soit convergente.

On m'a fait remarquer qu'il fallait que le terme général converge, on a donc comme condition \Large \alpha\in ]-\infty ;-1]\cup [1;+\infty [

Est-ce une condition suffisante ? Sinon comment parvenir à une condition suffisante ?

Merci d'avance.

Posté par
otto
re : Condition de convergence - série 02-01-07 à 17:40

Bonjour,
si a< -1 alors ta suite ne converge déjà pas vers 0.

Tu peux trouver des conditions nécessaires sur a de la même manière. tu vas trouver a>0.
Et pour la condition suffisante, tu peux faire une comparaison avec une intégrale, tu trouveras alors a>1.

Posté par
lafol Moderateur
re : Condition de convergence - série 02-01-07 à 17:41

Bonjour,
la condition n'est pas suffisante : pour alpha = 1, on a la série harmonique, notoirement divergente

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : Condition de convergence - série 02-01-07 à 17:50

Salut !

Oui effectivement j'ai été un peu vite !
On a donc à première vue comme condition :

\Large \alpha > 1

Il faut comparer ca avec une intégrale pour montrer que c'est une condition suffisante ?

Alors on a :

\Large \sum_{k=2}^{n}\frac{1}{k^\alpha} \le \int_{1}^n \frac{1}{x^\alpha}dx = -\[\frac{x^{1-\alpha}}{\alpha-1}\]_2^n

Et donc, on a bien la condition nécessaire et suffisante de \Large \alpha > 1

Merci

Posté par
otto
re : Condition de convergence - série 02-01-07 à 17:52

En fait, d'une manière générale, si tu as une fonction décroissante f, la nature de sa série est la même que la nature de son intégrale.

Posté par
puisea Posteur d'énigmes
re : Condition de convergence - série 02-01-07 à 17:54

C'est bon à savoir

Merci otto.



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