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constante d'Euler

Posté par
crackito34
03-11-22 à 14:51

Bonjour, je bute sur l'exercice suivant :

On définit pour tout entier naturel non nul la suite u_{n}=\sum_{k=1}^{}{(\frac{1}{k}-ln(n))}
et \Delta _{n}=u_{n}-u_{n-1} pour n supérieur ou égal à 2

1. Déterminer un nombre réel a>0 tq \Delta _{n}\sim -\frac{a}{n²}

En développant je n'arrive à rien qui puisse être équivalent à du 1/n².

2. Démontrer que la série \sum_{n>=2}^{}{\Delta_{n}} converge

La il faut utiliser la convergence des sommes de Riemann

3. En déduire que un est convergente.
Il faut que je pense majorer (un) (par quoi? comment ?) car comme (un) est croissante, elle est soit convergent soit divergente.

Merci pour votre aide.

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 03-11-22 à 14:55

salut

donne-nous déjà \Delta_n ...

Posté par
verdurin
re : constante d'Euler 03-11-22 à 16:37

Bonsoir,
il me semble que  u_{n}=\left(\sum_{k=1}^{n}{\frac{1}{k}\right)-\ln(n)} et non  \sum_{k=1}^{ }\left({\frac{1}{k}-\ln(n)\right)}

Il faut faire attention à la position des parenthèses.

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 03-11-22 à 19:16

verdurin @ 03-11-2022 à 16:37

Bonsoir,
il me semble que  u_{n}=\left(\sum_{k=1}^{n}{\frac{1}{k}\right)-\ln(n)} et non  \sum_{k=1}^{ }\left({\frac{1}{k}-\ln(n)\right)}

Il faut faire attention à la position des parenthèses.



Ah ! Il est vrai que dans l'énoncé il n'y en a pas mais je pensais que c'était induit. Je reviens vers vous si je n'y arrive toujours pas.

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 03-11-22 à 20:52

carpediem @ 03-11-2022 à 14:55

salut

donne-nous déjà \Delta_n ...


Je trouve \Delta _{n}=\frac{1}{n}+ln(1-\frac{1}{n})


Mais je n'arrive pas à trouver l'équivalent (je sais juste que ln(1-1/n) est équivalent en +inf à -1/n)

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 03-11-22 à 20:53

le 1/n provient du télescopage*

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 03-11-22 à 21:00

et un dl de ln( 1 + h) donne ...

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 03-11-22 à 21:00

il faut donc aller à un cran supplémentaire ...

Posté par
luzak
re : constante d'Euler 04-11-22 à 08:11

Et quand tu auras démontré le 2. , inutile de majorer ou minorer pour le 3.
La convergence de (u_n)_n est conséquence directe du 2.

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 04-11-22 à 12:21

Je reprends :

1. Je trouve a=1/2 en poussant le dl un peu plus loin

2. La série converge car delta est équivalent à -1/2n² et la série de -1/2n² est une série de Riemann qui converge

3. Je ne vois pas la conséquence directe...

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 04-11-22 à 12:32

as-tu écrit ce qu'est \sum_{n \ge 2} \Delta_n  ?

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 04-11-22 à 12:34

carpediem @ 04-11-2022 à 12:32

as-tu écrit ce qu'est \sum_{k = 2}^n \Delta_k  ?

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 04-11-22 à 13:58

carpediem @ 04-11-2022 à 12:34

carpediem @ 04-11-2022 à 12:32

as-tu écrit ce qu'est \sum_{k = 2}^n \Delta_k  ?


En utilisant l'équivalent de la question 2 ?

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 04-11-22 à 14:03

non je te demande simplement d'écrire cette somme avec la définition de \Delta_n

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 04-11-22 à 14:37

Je trouve \sum_{k = 2}^n \Delta_k  = \sum_{k=2}^{n}{\frac{1}{k}+ln(1-\frac{1}{k}})
 \\

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 04-11-22 à 15:35

non ce n'est pas ce que je te demande !! et qui est pourtant simple :

\Delta_n = u_n - u_{n - 1} $ avec $ n \ge 2
 \\ \sum_2^n \Delta_k = ... ?

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 04-11-22 à 17:18

\sum_2^n \Delta_k =u_{k}-u_{k-1} ? Ou je remplace encore les uk et uk-1 par leur définition ?

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 04-11-22 à 17:42

non juste en fonction des u_k ... et l'égalité est fausse : il y a un

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 06-11-22 à 22:22

oui... étourderie !

\sum_2^n \Delta_k =\sum_2^n u_{k}-u_{k-1} converge vers une limite L

Je ne vois pas toujours pas comment répondre à la question

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 06-11-22 à 22:24

Autant pour moi, j'ai retrouvé dans mon cours de l'année dernière :

Proposition 1.10

La suite (un) converge Ssi la s´erie X(un+1 − un) converge

Posté par
crackito34
re : constante d'Euler 06-11-22 à 22:26

crackito34 @ 06-11-2022 à 22:24

Autant pour moi, j'ai retrouvé dans mon cours de l'année dernière :

Proposition 1.10

La suite (un) converge Ssi la série \sum{u_{n}-u_{n-1}}
converge

Posté par
carpediem
re : constante d'Euler 07-11-22 à 18:35

sans même aller chercher un théorème car il est plus important de savoir le démontrer on a tout simplement :

\sum_2^n \Delta_k = \sum_2^n (u_k - u_{k - 1}) = u_n - u_1 (somme télescopique)

dons si le premier membre converge alors il en est de même du dernier ...



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