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encadrement

Posté par
aya4545
02-01-22 à 23:37


salut  bonne et heureuse année pour tout les iliens
la deuxieme question de cet exercice me bloque
On définit la suite  u_n=\sum\limits_{\substack{i=1 }}^{n}{\frac{1}{n+k}} \quad n\geq 1
1)  Prouver que la suite (un )est bornée et monotone. Que peut-on en déduire ?
2) Justifier l'encadrement :    \int _{n+1}^{2n+1} \frac{1}{t}dt \leq u_n\leq \int _{n}^{2n} \frac{1}{t}dt  
3) En déduire la valeur de lim un

1) c est facile de montrer que  \frac12\leq u_n\leq 1 (un)est croissante et bornée donc elle est convergente
3) la limite de un  est \ln2

Posté par
LeHibou
re : encadrement 02-01-22 à 23:49

Bonsoir,

Pense à un encadrement de la fonction x -> f(x)  = 1/x par deux fonctions en escalier :
x -> g(x) = 1/n entre sur [n ; n+1[   n *
x  -> h(x) = 1/(n+1) sur [n ; n+1[   n *

Posté par
lake
re : encadrement 02-01-22 à 23:52

Bonsoir,

Par exemple à droite :

Sur [n+k-1,n+k], \dfrac{1}{n+k}\leq \dfrac{1}{t}

On intègre sur l'intervalle et on somme de 1 à n.

Posté par
aya4545
re : encadrement 03-01-22 à 12:30

salut
  t \in[n+k-1 ; n+k]   donc   \frac{1}{n+k}\leq \frac{1}{t}

 \sum \limits_{\substack{k=1 }}^{n} \int_{n+k-1}^{n+k}{\frac{1}{n+k}}dt\leq \sum\limits_{\substack{k=1 }}^{n}\int_{n+k-1}^{n+k}{\frac{1}{t}}dt  

 \sum \limits_{\substack{k=1 }}^{n}{\frac{1}{n+k}} \int_{n+k-1}^{n+k}dt\leq \sum\limits_{\substack{k=1 }}^{n}\int_{n+k-1}^{n+k}{\frac{1}{t}}dt

 \sum \limits_{\substack{k=1}}^{n}{\frac{1}{n+k}}
 \\ \leq   \int_{n}^{2n}{\frac{1}{t}}dt   

meme raisonnement pour la deuxieme inegalitée mais avec t \in[n+k ; n+k+1] et merci

Posté par
aya4545
re : encadrement 03-01-22 à 12:38

salut
merci pour votre collaboration
mais je veux l idée de la démonstration comment on a  introduit les deux intervalles [k-1+n ,k+n] et [k+n,k+n+1]  ya t il un aspet geometrique  

Posté par
lake
re : encadrement 03-01-22 à 13:21

Bonjour,

  Un aspect géométrique, certainement :

LeHibou a parlé d'encadrement de la fonction inverse par deux fonctions en escalier.
En fait, les deux solutions (la mienne et la sienne) sont les mêmes.

Posté par
aya4545
re : encadrement 03-01-22 à 14:02

salut
j ai tracé la courbe de f(t)=\frac{1}{t} je vois que l air de la portion du plan delimitée par x=n , x=n+1  C_f et l axe des abscices est comprise entre l air des deux rectangles de cotés 1 et 1/n puis 1 et 1/n+1  c est tout ce qui je constate

Posté par
lake
re : encadrement 03-01-22 à 14:14

Les deux fonctions en escalier de LeHibou ou "du Hibou"?:

encadrement

A interpréter en termes d'aires.

Posté par
lake
re : encadrement 03-01-22 à 14:21

Par exemple pour u_3, on se limite à la partie du dessin entre les abscisses 3 et 6.

Posté par
lake
re : encadrement 03-01-22 à 14:24

Erreur  plutôt de 3 à 7

Posté par
lake
re : encadrement 03-01-22 à 14:46

Je précise les choses pour les éclaircir.

  u_3=\dfrac{1}{4}+\dfrac{1}{5}+\dfrac{1}{6}

D'une part, u_3 représente l'aire des 3 rectangles limités par la courbe de la fonction en escalier bleue sur l'intervalle [3,6] et cette aire est plus petite que l'aire sous la courbe de la fonction inverse sur cet intervalle :

     u_3\leq \int_3^6\dfrac{1}{t}\,\text{d}t

D'autre part, u_3 représente aussi l'aire des 3 rectangles limités par la courbe de la fonction en escalier rouge sur l'intervalle [4,7] (désolé, la figure est coupée) et cette aire est plus grande que l'aire sous la courbe de la fonction inverse sur cet intervalle :

   u_3\geq \int_4^7\dfrac{1}{t}\,\text{d}t

Posté par
aya4545
re : encadrement 03-01-22 à 19:21

salut
merci lake   leHibou c est gentil de votre part
a l aide de cet  interpretation geometrique ,  j ai bien compris le sens de lexercice

Posté par
lake
re : encadrement 03-01-22 à 19:30

Bonsoir aya4545,

Ma figure étant un peu "pourrie", j'en avais préparé une autre pour u_3 :

encadrement

Les aires des 3 rectangles (plus ou moins bleus) et des 3 rectangles (plus ou moins) rouges sont égales à u_3 en unités d'aire.



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