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Niveau Maths sup
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convergence de suite

Posté par
Ykroxor
12-06-05 à 20:08

Comment justifier que la suite (s(n,r))={0}_{n}(k parmi r+k)x^k converge quand n+ vers 1/(1-x)^r+1.
Merci

Posté par
Ykroxor
re : convergence de suite 12-06-05 à 21:00

et bien personne n'est chaud ce soir ?

Posté par
otto
re : convergence de suite 12-06-05 à 21:04

Salut,
intègre ta série autant de fois qu'il le faut pour faire apparaitre une série géométrique, après c'est facile de conclure.
A+

Posté par
Ykroxor
re : convergence de suite 12-06-05 à 21:25

intègre ta série? ca consiste en quoi pardon?

Posté par
otto
re : convergence de suite 12-06-05 à 21:41

Salut,
bein intégrer = le contraire de dériver.

Posté par
Ykroxor
re : convergence de suite 12-06-05 à 21:52

super les sarcasmes je vois pas comment faire mais merci quand même puor ton aide.
Si quelqu'un à une autre solution et ne se sent pas obliger de prendre les gens de haut je suis preneur.
PS: ca fait plaisir de voir que y'a des gens qui saventtout résoudre sans forcer, tu devrais proposer tes service à l'université de chicago je crois qu'ils ont quelques difficultés en ce moment avec l'algorithme de Syracuse.

Posté par
otto
re : convergence de suite 12-06-05 à 22:03

Salut,
plutôt que Chicago, je pense à Boston, je postule pour
Harvard/ MIT /UMAS
Mon post n'étais pas sarcastique, je pensais que tu demandais ce que voulais dire intégrer.

Cependant je viens de me rendre compte que k était à la fois en haut et en bas dans tes combinaisons ce qui plante mon raisonnement.
Cependant ca doit pouvoir se triturer un peu.
Cherche du coté des intégrations/dérivations/multiplications par x^j pour j bien choisi.

Si je te donne la somme des kx^k tu sais la traiter facilement, justement en divisant par x et en intégrant. Mon idée est de regarder de ce coté ci.
A+

Posté par titimarion (invité)re : convergence de suite 12-06-05 à 22:14

Est -ce que tu es sur de ton résultat car on a \displaystyle\sum_{k=0}^{\infty}\frac{(k+r)!}{k!}x^k=(\frac{1}{1-x})^{(r)}=(-1)^r\frac{1}{(1-x)^{r+1}
si je ne me trompe pas.

Posté par
Ykroxor
re : convergence de suite 12-06-05 à 22:31

je me suis un peu trompé en recopiant l'énoncé mais en fait je crois que ca ne change rien, l'énoncé était exactement :
Justifiez soigneusement la convergence de la suite (s(n,r))n \in N lorsque n tend vers +\infty de limite:
s(r)=1/(1-x)^r+1,
avec s(n,r)=\sum{0}_{n} (r parmi r+k)x^k

Posté par titimarion (invité)re : convergence de suite 12-06-05 à 22:59

J'ai l'impression qu'il y a un problème
en effet \displaystyle\sum_{k=0}^nC_{k+r}^kx^k=\sum_{k=0}^n\frac{(k+r)!}{k!r!}x^k=\frac{1}{r!}\sum_{k=0}^n\frac{(k+r)!}{k!}x^k
Donc je dirais que ta somme est plutot egal a \frac{(-1)^r}{r!(1-x)^{r+1}} mais peut etre ais-je fait une erreur, je n'ai pas vérifié mes calculs.

Posté par
Ykroxor
re : convergence de suite 12-06-05 à 23:12

je comprend pas comment tu conclus enfin pour la somme de (k+r)!/k! x^k vaut (-1)^r/(1-x)^r+1 ??

Posté par titimarion (invité)re : convergence de suite 13-06-05 à 09:53

En fait ta formule est la bonne , je n'avais pas trop réfléchi et avait fait une erreur  un peu bete.

On sait que \displaystyle\sum_{k=0}^{\infty}x^k=\frac{1}{1-x} du moins si |x|<1
Or si tu dérives r fois cette expression tu obtiens
\displaystyle\sum_{k=0}^{\infty}k\times k-1\times\ldots\times(k-r+1)x^{k-r}=\frac{r!}{(1-x)^{r+1}}
Soit donc \displaystyle\sum_{k=0}^{\infty}\frac{k!}{(k-r)!}x^{k-r}=\frac{r!}{(1-x)^{r+1}}
Et en faisant un changement d'indice dans ta première formule et en multipliant par r! de chaque cote tu trouves l'expression que tu voulais.

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : convergence de suite 13-06-05 à 10:18

\displaystyle\sum_{k=0}^nC_{k+r}^kx^k=\sum_{k=0}^n\frac{(k+r)!}{k!r!}x^k

Premier terme de la somme = [(0+r)!/(0!.r!)].x^0 = 1
2 ème terme de la somme = [(1+r)!/(1!.r!)].x^1 = [(1+r)/1!].x
3 ème terme de la somme = [(2+r)!/(2!.r!)].x^2 = [(1+r)(2+r)/2!].x²
4 ème terme de la somme = [(3+r)!/(3!.r!)].x^3 = [(1+r)(2+r)(3+r)/3!].x³

(n+1)ème terme de la somme = [(1+r)(2+r)(3+r)...(n+r)/n!].x^n

Et donc \displaystyle\sum_{k=0}^nC_{k+r}^kx^k= 1 + [(1+r)/1!].x + [(1+r)(2+r)/2!].x^2 + ... + [(1+r)(2+r)(3+r)...(n+r)/n!].x^n   (1)


---

Développement en série de Taylor (Mac-Laurin) de 1/(1-x)^(r+1)

f(x) =  1/(1-x)^(r+1) --> f(0) = 1
f '(x) = (1+r)/(1-x)^(r+2) --> f '(0) = 1+r
f ''(x) = (r+1)(r+2)/(1-x)^(r+3) --> f ''(0) = (1+r)(2+r)
...
f(n)(x) = (1+r)(2+r)...(n+r)/(1-x)^(r+n) (avec f(n)(x) la dérivée n!ème de f par rapport à x.
--> f(n) = 0 = (1+r)(2+r)...(n+r)

Taylor(mac-Laurin) donne:
f(x) = f(0) + (x/1!).f '(0) + (x²/2!).f ''(0) + ... + ((x^n)/n!).f(n)(0) + ... (suite infinie).

f(x) = 1 + [(1+r)/1!].x + [(1+r)(2+r)/2!].x² + ... + ((1+r)(2+r)...(n+r).(x^n)/n!) + ...  (2)
---
En comparant un et 2, on a bien:

\displaystyle \lim_{n\to\infty} \sum_{k=0}^nC_{k+r}^kx^k =  1/(1-x)^{r+1}
-----
Sauf distraction ou erreur, vérifie.

Posté par
Ykroxor
re : convergence de suite 13-06-05 à 18:45

Taylor (Mac-Laurin) tiens j'appelle ca taylor young :/

Posté par
otto
re : convergence de suite 13-06-05 à 18:55

Les 2 existent et ne disent pas la même chose.
Attention donc...

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re:convergence de suite 15-06-05 à 00:14

Notons s(n,r)(x) la somme en question,en appliquant la régle de Dalembert à la suite (s(n,r)(x))n [ie: avec r et x fixés] on voit qu'elle converge pour |x|<1 [et diverge pour |x|>1].Posons alors pour |x|<1 et r
Fr(x)=lim s(n,r)(x)
n+
D'autre part un calcul assez facile montre que:
s(n+1,r)(x) - s(n+1,r-1)(x) = x*s(n,r)(x)
par passage à la limite (ie: n+)
on a que:r* x]-1,1[
Fr(x)-Fr-1(x)=x*Fr(x) ie Fr(x)=Fr-1(x)/(1-x)
une récurrence immédiate donne alors: Fr(x)=F0(x)/(1-x)^r
avec F0(x)=1/(1-x) (vérification facile) on aboutit au résultat demandé.



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