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D'1 intégrale à 1 sommation

Posté par
derny
02-02-23 à 10:26

Bonjour
J'ai vu un jour que \int_{0}^{1}\left[1\1/x \right]^{-1}dx=\sum_{1}^{\infty }{\frac{1}{k^{2}(k+1)}}
Comment passer de l'intégrale à la sommation ? Vueillez excuser mon ignorance.

Posté par
GBZM
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 10:41

Bonjour,

La partie entière de a se code \lfloor a\rfloor : \lfloor a\rfloor, et pas avec des crochets.
En suite, pour calculer l'intégrale, il suffit de se demander ce que vaut \lfloor 1/x\rfloor^{-1} sur l'intervalle \left]\dfrac1{n+1},\,\dfrac1n\right].

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 11:17

Oui merci GBZM pour la partie entière en Latex.
Pour ce qui m'intéresse c'est sûrement simple pour toi mais pas évident pour moi. Peux-tu être plus explicite ?

Posté par
GBZM
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 11:23

Je t'ai posé une question pour te mettre sur la piste. Peux-tu y répondre ?

GBZM @ 02-02-2023 à 10:41

que vaut \lfloor 1/x\rfloor^{-1} sur l'intervalle \left]\dfrac1{n+1},\,\dfrac1n\right] ?

Pour faire bonne mesure, j'ajoute une autre question : quelle est la longueur de cet intervalle ?

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 11:25

Ca vaut 1 non ?

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 11:28

Zut je dois m'absenter 2 petites heures.

Posté par
GBZM
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 11:30

derny @ 02-02-2023 à 11:25

Ca vaut 1 non ?
Non

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 17:08

Je suis "à la rue". Par exemple, entre l'inverse de 1/3 et l'inverse de 1/4 on a 1 non ?  

Posté par
Ulmiere
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 17:39

Si x est entre 1/4 (exclus) et 1/3 (inclus), entre quels entiers se trouve 1/x ?
Quelle est alors la partie entière de 1/x ?
Quelle est donc l'inverse, de la partie entière de 1/x ?

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 17:55

N'étant plus en cours depuis longtemps je fais un peu de math par plaisir. De peur d'écrire encore des bêtises pouvez-vous m'expliciter la méthodologie ?

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 18:14

La longueur de l'intervalle est 1/n(n-1) non ?

Posté par
lake
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 18:59

Bonjour,
\dfrac{1}{n(n+1)} plutôt non ?

Là où je pense que GBZM voulait en venir :

\int_{\frac{1}{n+1}}^1=\sum_{k=1}^n\int_{\frac{1}{k+1}}^{\frac{1}{k}}

Reste à déterminer comme déjà dit, sur chaque intervalle  \left]\dfrac1{k+1},\,\dfrac1k\right] ce que vaut \lfloor 1/x\rfloor^{-1}

Posté par
GBZM
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 19:06

Tu as déjà  trois intervenants pour t'aider. Ulmiere t'a posé des questions ultra simples. Respire un bon coup  n'aie pas peur, prends une feuille et un crayon et reponds-y calmement.

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 20:36

Bien sûr pour l'intervalle.
3 ou 4 ou + ... si mon esprit est embrumé ... Pour les 3 questions : 1)_ entre 3 et 4. 2)_3. 3)_1/3. Donc 1/k tend vers 0 quand n tend vers l'infini.
D'accord avec l'égalité de lake mais je ne comprends toujours pas ce que vaut l'intégrale de 1/(k+1) à 1/k et comment la rattacher à la sommation de l'énoncé.

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 21:57

Je commence un peu à comprendre. La sommation de l'énoncé est la somme des "petits" rectangles de côté 1/k(k+1), ce que l'on a avec l'intégrale avec "parties entières".

Posté par
GBZM
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 22:47

Et tu peux maintenant répondre à la question  :

GBZM @ 02-02-2023 à 10:41

que vaut \lfloor 1/x\rfloor^{-1} sur l'intervalle \left]\dfrac1{n+1},\,\dfrac1n\right] ?

Cet intervalle est bien de longueur \dfrac1{k(k+1)}, ce qui fait que le rectangle sur cet intervalle est d'aire ???

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 02-02-23 à 23:21

Donc l'aire d'1 rectangle est 1/k  par 1/k(k+1) soit 1/k²(1+k).
Merci à tous. J'étais vraiment "embrumé". Il suffisait en fait de se rappeler ses premiers cours. Le calcul d'une intégrale revient à la sommation de rectangles de largeurs de plus en plus petits.

Posté par
Ulmiere
re : D'1 intégrale à 1 sommation 03-02-23 à 00:06

Je ne suis pas certain que tu aies bien tout compris

Aussi, on a exprimé l'intégrale comme une somme, mais il est possible de calculer explicitement la somme en question !

Posté par
Zormuche
re : D'1 intégrale à 1 sommation 03-02-23 à 00:45

Désolé de m'incruster, mais ça me taraudait que ce terme n'ait pas été dit depuis le début du fil : c'est une fonction constante par morceaux
En espérant que ces mots mettent la puce à l'oreille à derny. Je m'eclipse.

Posté par
derny
re : D'1 intégrale à 1 sommation 03-02-23 à 09:45

Merci de vous inquiéter pour moi. Je vois que certains travaillent tard à moins qu'ils ne sont pas sur le même fuseau horaire que moi.
J'ai bien compris que s'agissant "d'entiers" la fonction n'est pas continue. Et ensuite le calcul de la sommation est facile (Zéta2 - 1).



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