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Niveau Maths sup
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Equivalent (série)

Posté par
matix
23-09-07 à 18:53

Bonjour,

Je cherche à déterminer un équivalent de la suite \displaystyle u_n= e^{-2 \sqrt{n}} = exp(\frac{-2}{n^{-\frac{1}{2}}}, afin de trouver par la suite la nature de la série \displaystyle \sum u_n, n \in \mathbb{N}.

Je n'y parviens pas. Pouvez-vous me guider svp?
Merci d'avance.

Posté par
perroquet
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 19:02

Bonjour, matix.

Tu ne trouveras pas d'équivalent simple de la suite (u_n), qui te permette de déterminer la convergence de la série sum u_n.
Par contre, tu peux montrer que
\lim n^2 u_n=0
et tu en déduiras que u_n est négligeable devant 1/n^2, ce qui permet d'affirmer que sum u_n est convergente.

Posté par
matix
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 19:06

Merci de ta réponse perroquet.
Notre prof nous a donné une indication:"comparez la série à une intégrale de Riemann" .. Ne peut-on pas procéder ainsi?

Posté par
perroquet
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 19:16

Je pense que l'indication était:

"comparez la série à une série de Riemann"

On pourrait en effet écrire que    sum u_n converge si et seulement si la fonction t -> exp(-2 racine carrée de t) est intégrable sur [0,+l'infini[, mais ça me parait assez lourd: il faut encore voir si cette fonction est intégrable ou non ...

Posté par
matix
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 22:54

Pourrait-on utiliser un DL de l'exponentielle pour parvenir à une inégalité et conclure alors sur la convergence?

Posté par
perroquet
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 22:58

Non.
-2\sqrt{n} tend vers -l'infini.

Posté par
matix
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 23:07

C'est bien ce qu'il me semblait... Je te cite ce que quelqu'un m'a suggéré:

Citation :
Pas besoin d'équivalent si l'on connait e^x = 1+x+\frac {x^2}{2!}+\frac {x^3}{3!}+ \frac {x^4}{4!}+...
Il s'ensuit \displaystyle e^{2\sqrt n}> \frac{16n^2}{24} \Longrightarrow e^{-2\sqrt n} < \frac 3{2n^2} puis série de Riemann...


C'est donc un raisonnement incorrect?

Posté par
perroquet
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 23:18

Le raisonnement est correct ...
Il nécessite cependant de connaître le développement en série de e^x, pour x dans R (un DL ne donne qu'une information locale).
Ce développement en série est en effet dans le cours.

Posté par
matix
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 23:27

Mais moi j'ai appris qu'on pouvait écire cela uniquement lorsque x est au voisinage de 0!

Posté par
perroquet
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 23:32

Tu le verras, sans doute un peu plus tard, dans l'année.

Posté par
matix
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 23:45

Du coup, je bloque...

Posté par
Rouliane
re : Equivalent (série) 23-09-07 à 23:50

Bonsoir,

la comparaison à une série de Riemann, perroquet l'a fait dans son 1er message, en écrivant que 3$ U_n=o(\frac{1}{n^2})

Posté par
matix
re : Equivalent (série) 24-09-07 à 17:46

Comment arrive-t-on à lim n^2 u_n = 0? De plus, il ne me semble pas avoir vu le théorème qui permet suite à ça d'affirmer que la série converge.. Peut-être existe-t-il une autre formulation?

Posté par
Rouliane
re : Equivalent (série) 24-09-07 à 17:53

La formulation c'est, à peu de chose près : Soit Un et Vn 2 séries à termes réels positifs. Si Un=o(Vn) et si la série Vn converge, alors la série Un converge.

Pour la limite, en faisant un changement de variable, on se ramène à peu de chose près à une limite de X^ne^{-X} en +oo, qui fait 0.

Posté par
matix
re : Equivalent (série) 24-09-07 à 18:35

Pourquoi cette limite fait-elle O?

Posté par
Rouliane
re : Equivalent (série) 24-09-07 à 18:51

Ce sont les croissances comparéées, c'est une limite de terminale.
lim en +oo de x^n exp(-x)=0



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