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Devoir de mathématiques pour la rentrée en prépa

Posté par
Sevaiah
25-08-14 à 12:34

Bonjour à tous, je rentre en classe préparatoire scientifique à la rentrée et je dois terminer un devoir de mathématiques, or je bloque sur l'un des problèmes qui nous est proposé, je vous remercie d'avance de l'attention que vous porterez à ce devoir.

On pose, pour n1, Un= 1-(1/3)+(1/5)+...+((-1)^n)/(2n+1).
On se propose d'établir que (Un) converge vers /4.

A)
1-) Montrer que, pour tout réel t:
(1-t²+t^4+...+((-1)^n)*t^(2n))-1/(1+t²)=((-1)^n)*(t^(2n+2))/(1+t²)

Pour cette question, j'ai montré que (1-t²+t^4+...+((-1)^n)*t^(2n))était une somme des n+1 termes d'une suite géométrique de 1er terme (-t²)^0=1 et de raison (-t²).
En appliquant donc la formure pour calculer la somme, j 'aboutit à un résultat de (1+t^(2n+2))/(1+t²)
Ainsi (1-t²+t^4+...+((-1)^n)*t^(2n))=(1+t^(2n+2))/(1+t²)
Et je trouve donc: (1-t²+t^4+...+((-1)^n)*t^(2n))-1/(1+t²)= t^(2n+2)/(1+t²).
Ce résultat marche uniquement lorsque n est pair, malgré tout mes efforts je ne parviens pas à trouver mon erreur.

2-)En déduire que Un-01dt/(1+t²)=((-1)^n)*01t^(2n+2)/(1+t²)dt

Toutes mes recherches pour cette question n'ont pas aboutit et j'estime inutile de vous les soumettre.
En partant du membre de droite, j'arrive à me rapprocher du résultat en utilisant la question 1), cependant je n'arrive pas à faire sortir le Un. Merci de votre aide.

3)Montrer que, pour tout réel t de [0,1], on a :
t^(2n+2)/(1+t²)t^(2n+2)
En déduire que │Un-01dt/(1+t²)│1/(2n+3)

Pour la première partie de la question, j'ai simplement dit que lorsque t[0,1], 1+t²1
Ainsi, t^(2n+2) étant divisé par un nombre supérieur ou égal à 1, t^(2n+2)/(1+t²)t^(2n+2).
Pour la 2ème partie de la question, je tombe sur le même problème qu'à la question 2).

Merci d'avance pour votre aide ou vos conseils,
Cordialement.

Posté par
athrun
re : Devoir de mathématiques pour la rentrée en prépa 25-08-14 à 14:46

Bonjour,

1-t^2+t^4-\hdots+(-1)^nt^{2n}=\dfrac{1-(-t^2)^{n+1}}{1-(-t^2)}=\dfrac{1-(-1)^{n+1}t^{2n+2}}{1+t^2}=\dfrac{1+(-1)^nt^{2n+2}}{1+t^2}.

Posté par
athrun
re : Devoir de mathématiques pour la rentrée en prépa 25-08-14 à 14:59

Pour la deuxième question, il suffit de remarquer que :

\int_0^1t^k\mathrm{d}t=\dfrac{1}{k+1}.

Posté par
Jacquesg
re : Devoir de mathématiques pour la rentrée en prépa 26-08-14 à 14:48

Tu rentres à la prépa CPE aussi ?
Tu as trouvé que la raison est (-t)^2, alors utilise la formule q^0+q^1+q^2+...+q^n = (1-q^(n+1))/(1-q), avec q=(-t^2) dans cet exercice (et q est la raison).
Pour la 2), moi j'ai "appliqué" une intégrale de 0 à 1 sur chaque terme de l'équation

Posté par
Jacquesg
re : Devoir de mathématiques pour la rentrée en prépa 26-08-14 à 14:49

Faute de frappe, je rectifie : Tu as trouvé que la raison est (-t^2)*



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