Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau concours
Partager :

convergence de rationnel dans R

Posté par
karatetiger
12-06-09 à 15:17

Bonjour je cherche une preuve à un niveau terminal S pour montrer que la série des 1/k! converge vers e et je n'en trouve pas pour ce niveau la??

Merci

Posté par
Camélia Correcteur
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 15:20

Bonjour

Je ne suis pas sure que ce soit vraiment acceptable en terminale, mais on peut montrer que la somme est égale à \lim_{n\to +\infty}\(1+\frac{1}{n}\)^n. Si ça t'intéresse, je peux mettre des indications, mais de toute façon ce n'est pas évident. Bien entendu, ça dépend de comment est défini e.

Posté par
karatetiger
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 15:21

Oui voila moi je connaissais en terminal e sous la forme de la série que tu donnes mais je ne sais pas si c'est ce que voudrais le jruy

Posté par
karatetiger
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 15:22

Comment montre t-on que la somme vaut (1+1/n)^n??

Posté par
karatetiger
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 15:25

Encore une question sur les suites stp
Est-ce qu'une suite non majoree tend vers +inf ?
Je dirais oui a première vu mais je sens un piège sans pouvori trouver de contre exemple.

Posté par
Camélia Correcteur
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 15:47

Bon, d'abord une suite croissante non majorée tend vers +, mais sinon c'est faux, même si elle est minorée: u_{2n}=n u_{2n+1}=0 par exemple.

Ensuite, voilà un schema pour e:

u_n=1+...+\frac{1}{n!}


w_n=\(1+\frac{1}{n}\)^n

On commence par montrer que (u_n) converge. Soit L sa limite.

Pour p tel que  2\leq p\leq n on pose

k_{n,p}=\(1-\frac{1}{n}\)\(1-\frac{2}{n}\)...\(1-\frac{p-1}{n}\)

On montre que u_n-w_n=\bigsum_{p=2}^n\frac{1-k_{n,p}}{p!}

Ensuite 1-\frac{p(p-1)}{2n}\leq k_{n,p}\leq 1

et enfin, 0\leq u_n-w_n\leq \frac{L}{2n}

ce qui prouve qu'elles ont la même limite.

Posté par
karatetiger
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 16:33

Ok mais en effet c'est quand meme loin d'être simple et surement encore moins pour des élèves de terminales ,lol. Merci

Posté par
Narhm
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 16:59

Bonjour à vous deux !

Je ne sais pas si cela pourra intéresser mais j'ai déjà croisé un exercice donné à des terminales S sur la convergence de la somme des 1/k! vers e.
Voici à peu près le type de l'énoncé :

Soit 3$ n\in\mathbb{N} et :
3$ f: \ [0;1]\longrightarrow \mathbb{R} \\ \qquad \qquad x \longrightarrow -\exp(-x)\Bigsum_{k=0}^n \fr{x^k}{k!}

3$ g: \ [0;1]\longrightarrow \mathbb{R} \\ \qquad \qquad x \longrightarrow f(x)-\fr{x}{n!}

3$ v_n=\Bigsum_{k=0}^n \fr{1}{k!}.

En particulier 3$ f(0)=1, \ f(1)=e^{-1}v_n

Pour tout n,
1) Montrer que f et g sont des fonctions dérivables sur [0,1] et calculer la dérivée de f sur [0,1].
2) En déduire que 3$ e\geq v_n.
3) Montrer que 3$ 0\leq f^'(x)\leq \fr{1}{n!}.
4) Calculer la dérivée de g et en déduire que g est décroissante sur [0,1] puis que 3$ v_n\geq e(1-\fr{1}{n!})
5) Bilan : pour tout n, 3$ e(1-\fr{1}{n!}) \leq v_n \leq e.

Ensuite on en déduit par le théoreme d'encadrement/des gendarmes que 3$ (v_n)_n tend vers e.
Sinon 5) nous donne que  pour tout n, 3$ |v_n-e|\leq \fr{e}{n!} et on peut alors montrer presque par définition ( epsilon etc ) que 3$ (v_n)_n converge vers e.

Sauf erreur bien sur

Posté par
karatetiger
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 17:03

Merci c'est intéressant mais un peu long pour etre présenté à l'oral

Posté par
Narhm
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 17:10

Oui c'est vrai, c'est un peu long...
Pour ma part, je n'ai pas mieux, désolé ^^, j'espere que tu trouveras ton énoncé

Bonne chance pour le Capes !

Posté par
karatetiger
re : convergence de rationnel dans R 12-06-09 à 17:11

Merci bien meme si c'est trop long on peux expliquer brièvement la méthode

Posté par
matovitch
re : convergence de rationnel dans R 15-06-09 à 12:23

Bonjour !
Autre méthode (dans un de mes DM) :

Soit v_n = 1+\fr{1}{1!}+\fr{1}{2!}+...+\fr{1}{n!}

1) Montrer que v est strictement croissante.

2) Montrer que l'on a n!>2^n a partir d'un certain rang n_0 et en déduire que la suite v est majorée.

Pour tout entier n, n\ge 1, on pose I_n=\Bigint_0^1 \fr{(1-t)^n}{n!}e^t dt

3) Calculer I1 et montrer que pour tout n, n\ge 1, on a I_n=\fr{1}{(n+1)!}+I_{n+1}.(utiliser une ipp)

4) En déduire que pour tout entier n, n\ge 1, on a : e=1+\fr{1}{1!}+\fr{1}{2!}+...+\fr{1}{n!}+\Bigint_0^1 \fr{(1-t)^n}{n!}e^t dt

5) En déduire enfin que pour tout entier n, n\ge 1, on a e>v_n>e-\fr{3}{n+1} et donc que \lim v_n=e

Posté par
matovitch
re : convergence de rationnel dans R 15-06-09 à 17:58

Pour l'autre limite :

3$\rm \lim_{n\to+\infty} \ln\(1+\fr{1}{n}\)^n = \lim_{n\to+\infty} n\ln\(1+\fr{1}{n}\)=\lim_{h\to 0^+} \fr{\ln(1+h)}{h}=\lim_{h\to 0^+} \fr{\ln(1+h)-0}{h-0}=(ln(1))'=1

d'où 3$ \lim_{n\to +\infty}\(1+\frac{1}{n}\)^n=e

Posté par
karatetiger
re : convergence de rationnel dans R 15-06-09 à 19:28

Merci beaucoup pour la preuve que je trouve très jolie. Pour l'exercice lui aussi est interessant mais un peu long.

Merci

Posté par
matovitch
re : convergence de rationnel dans R 16-06-09 à 08:12

Petite erreur dans l'exo : 5) En déduire enfin que pour tout entier n, n\ge 1, on a e>v_n>e-\fr{3}{(n+1)!} et donc que \lim v_n=e
 \\

Posté par
charaf
re : convergence de rationnel dans R 17-06-09 à 00:09

Je propose cette démonstration

on considère la fonction f définie sur [0;1] par :
f(x) = -exp(-x)1/k!  avec  0kn
on démontrer que f'(x) = exp(-x)( x^n/n! - 1 )
et on appliquant "théorème des accroissements finis" sur l'intervalle [0;1] on encadre la somme 1/k! est déduire qu'elle converge vers e.

Pour ceux qui sont intéressés je peut poster une démonstration plus détaillée.  

Posté par
scrogneugneu
re : convergence de rationnel dans R 17-06-09 à 00:44

Salut

Je crois, ou alors je n'ai rien compris, que le but était de définir ce qu'est e

Donc si on part de f(x)=-exp(-x)*..., on triche, ou on tourne en rond

Posté par
charaf
re : convergence de rationnel dans R 17-06-09 à 11:45

pardon je pense que le but et de démontrer que cette somme converge vers e.
karatetiger cherche une preuve à un niveau terminal S pour montrer que la série des 1/k! converge vers e.
si tu veux je peut préparer un petit exercice sur le nombre e.  



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !