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démonstration par l'absurde d'une limite de suite

Posté par
PasDeBol
05-10-13 à 11:57

Bonjour a tous !
j'ai un petit problème avec une démonstration par l'absurde pour montrer qu'une suite (Un) ne converge pas...

alors voici la suite :

(Un)= 1+1/2+1/3+...+1/n

Il faudrait montrer que (Un) ne converge pas en utilisant une démonstration par l'absurde. j'ai pensé a quelque chose mais je suis pas sur.

j'ai dit que que : Un+1 = Un + 1/(n+1)
on suppose que (Un) converge, on appelle L sa limite donc en remplacent par les limites on trouve L= L + 1/(n+1)
donc 0= 1/(n+1) il y a une contradiction donc (Un) ne converge pas. Est-ce que ce raisonnement est juste Merci de me répondre au plus vite

Posté par
cauchy77
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 12:42

bonjour,
comment arrives-tu à 0= 1/(n+1) ?
peux-tu l'expliquer?

car c'est vrai à l'infini puisque la limite de 1/(n+1) est bien 0...

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 12:51

alors c'est peut être faux mais j'ai pensé que la limite de Un+1 et de Un était la même c'est à dire L donc
L=L +1/(n+1) donc 0=1/(n+1) mais c'est vrai qu'a l'infini il n'y a plus de contradiction..
donc je reviens au point de départ et je dois montrer que la suite (Un) ne converge pas

Posté par
alainpaul
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 12:59

Bonjour,


Que veux dire "la limite de Un+1 et de Un est la même"

si elle n'existe pas.

Je te propose de considérer u2n et  Un ,




Alain

Posté par
cauchy77
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 12:59

avez-vous vu en classe ce qu'était une suite de Cauchy?
parce que la démonstration repose sur ce critère...

Posté par
cauchy77
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:01

elle repose sur la comparaison de  U_2_n  et  U_n  comme le stipule si bien alainpaul

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:03

alors tout d'abord j'avais pensé à la comparaison entre U2n et Un mais c'est impossible car nous n'avons pas abordé cela en classe...
En effet nous devons utilisé un raisonnement par l'absurde

Posté par
cauchy77
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:07

en fait le raisonnement auquel alainpaul et moi-même pensons s'effectue par l'absurde mais sans passer par notre méthode, je ne vois pas comment tu pourrais faire!

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:12

d'accord je vais essayer en comparant U2n et Un  mais dans mon exercice il nous donnait une aide, c'était de supposer que la suite 5un) admettait une limite et qu'il existe un entier p, tel que pour tout n>p Un appartient à [L-0.2;L+0.2], puis trouver un indice N pour lequel Un > L+0.2 ...

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:14

pas 5Un) mais (Un) *

Posté par
LeDino
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:21

Justement, pour l'indice N que tu cherches il est astucieux de prendre N=2p.
Et ensuite tu regardes ce que vaut U(2p) par rapport à U(p)...
Et tu tomberas sur une contradiction (démonstration par l'absurde).

Posté par
LeDino
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:31

Si Un converge vers l, par définition d'une limite :

>0  il existe P tel que   n>P  |Un - l| <

Donc par exemple en choisissant  =0,2  il existe P tel que n>P  |Un - l| < 0,2

Or choisissons N=2P et regardons U(N=2P) :
U(N=2P) = U(P) + k=1 à P 1/(P+k) < U(P) + k=1 à P 1/(P) = U(P) + ...

Et ensuite il reste juste à calculer U(2P) - U(P) pour voir que la différence est trop grande... et conclure.

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:35

Ok merci bien je vais regarder sa et je vous redit si j'ai un peu de mal

Posté par
LeDino
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 13:39

OK.


Regarder ça ...

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 14:16

je dois vous avouez que j'ai un peu de mal avec les sigma ...

Posté par
LeDino
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 15:18

Je dois t'avouer que les exercices c'est un peu fait pour ça...

Ecris le sigma sous forme de somme :  terme 1 + terme 2 + ... + terme p-1 + terme p.
Et là tout te paraîtra plus simple !

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 15:43

Mais U(2p) c'est bien égale a 1+1/2+1/3+...+1/2p nan ?
et U(p) égale 1+1/2+...+1/p
et il faut faire U(2p)-U(p) ?

Posté par
LeDino
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 18:14

Oui.
Ecris U(2P) - U(P) comme une somme de termes... C'est très simple.

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 22:44

alors j'ai fais quelque chose mais je ne suis pas sur de moi

alors U(2p)=1+1/2+...+1/p+1/p+1+...+1/2p
U(2p)-U(p)= 1/(p+1)+ 1/(p+2)+...+1/(2p)
conclusion U(2p)-U(p)n > p/2p
donc U(2p)-U(p)>1/2
mais je n'arrive pas a conclure

Posté par
LeDino
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 23:20

Jusqu'ici c'est parfait.
Tu as minoré chaque terme au-delà de 1/(p+k) par 1/(2p) et tu as compté p termes...
... donc tu as minoré globalement U(2p) - U(p) par 1/2.

Or si la limite de Up est l, tu vois bien qu'un écart de 1/2 entre U(2p) et U(p) est "inacceptable".
Cet écart devrait forcément tendre vers zéro, sinon la suite ne va pas converger.
Pour le prouver, comme on l'a dit au début :
... tu pars de la définition de la limite, afin de raisonner par l'absurde :

Si Un converge vers l, par définition d'une limite :
>0  il existe P tel que   nP  |Un - l| <  
Donc par exemple en choisissant  =0,2  il existe P tel que  nP  |Un - l| < 0,2

Donc en particulier :  |U(P)-l| < 0,2   et   |U(2P)-l| < 0,2
Donc :  |U(P)-l|  +  |U(2P)-l|  <  0,4
Or avec l'inégalité triangulaire :
|U(P)-l|  +  |U(2P)-l|    |(U(2P)-l) - (U(P)-l)|  =  |U(2P)) - (U(2P)|

Or on sait maintenant que :  U(2P) - U(P)  >  1/2

D'où la contradiction :
0,5  <  |U(P)-l|  +  |U(2P)-l|  <  0,4

L'hypothèse de convergence de U(n) est donc fausse, ce qui prouve par l'absurde, la divergence de U(n).

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 23:38

super merci beaucoup de ton aide et d'avoir pris le temps de m'expliquer

Posté par
PasDeBol
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 05-10-13 à 23:48

simplement quand tu écrit "|U(P)-l|  +  |U(2P)-l|    |(U(2P)-l) - (U(P)-l)|  =  |U(2P)) - (U(2P)| "
ce n'est pas plutôt égale à  |U(2P)) - (U(P)| ?

Posté par
LeDino
re : démonstration par l'absurde d'une limite de suite 06-10-13 à 00:00

Exact !
Mauvaise manip dans mon copier/coller.

Je crois que tu as tout compris ...



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