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Niveau Licence Maths 1e ann
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limite et comparaison de somme

Posté par
triplette78
31-12-11 à 14:46

Bonjour , j'ai un petit probleme à cet exercice, je trouve k2(de k=1 à n) n3 à la question 2, je vous ai mis la question 1 pour que vous ayez les informations precedentes, j'ai trouvé 1/2 à la limite de la 1), la je pense ne pas m etre trompé mais dites moi si jamais c'est faux

1)Calculer lim k/n²(de k=1 à n) quand n+ ( On rappelle que k(de k=1 à n)=n(n+1)/2 )

2)Soit n 1: Montrer que k2(de k=1 à n) n3. En déduire la limite de (1/n4)k2(de k=1 à n) quand
n tend vers +.

Posté par
gui_tou
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 14:52

Salut

Pour la 1) c'est bien 1/2 ( on peut le voir aussi comme une somme de Riemann \sum_{k=1}^n \dfrac{k}{n^2}=\dfrac{1}{n}\sum_{k=1}^n\dfrac{k}{n}\longrightarrow_{n\to+\infty}\int_0^1 x\mathrm{d}x=\dfrac{1}{2} )

2) Chaque terme de la somme \sum_{k=1}^n k^2 est inférieur au plus grand d'entre eux, soit n^2. Or il y a n termes, donc la somme est plus petite que n\times n^2=n^3.

Posté par
Glapion Moderateur
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 14:55

la somme des carrés vaut n(n+1)(2n+1)/6 donc c'est assez simple de montrer que n(n+1)(2n+1)/6n3, il suffit d'étudier le signe de la fonction f(n)=6n3-n(n+1)(2n+1)=n(n-1)(4n+1)

Posté par
Glapion Moderateur
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 14:56

ha, mais la méthode gui_tou est nettement plus élégante.

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:06

merci gui_tou pour la somme de Riemann mais pour la 2) je ne comprend pas , chaque terme de la somme est inférieur au plus grand d'entre eux, soit n2,je suis d'accord mais la somme de chacun de ces termes avant le n2 peut etre superieur au n2

Posté par
gui_tou
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:12

Une somme de n termes tous inférieurs à n² ne peut pas être plus grande que n*n² = n3

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:16

pour repondre a Glapion j'ai utilisé une méthode similaire à la tienne sauf que moi j'obtiens ca, k2=n2(n2+1)/2= (n4+n2)/2 et en soustrayant le n3 dans l'inégalité (n4+n2)/2n3je suis censé obtenir (n4+n2)/2 -2n3/2 0 alors que moi j'ai (n4+n2)/2 -2n3/2=(n2(n2-2n+1)/2

qui est bien a 0

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:19

gui_tou, comment tu  démontres ce que tu viens de dire ?

Posté par
gui_tou
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:25

C'est surtout du bon sens, m'enfin bon.

1^2 \le n^2
2^2 \le n^2
3^2 \le n^2
...
(n-1)^2 \le n^2
n^2 \le n^2


on additionne ces inégalités membre à membre (il y en a n) :

1^2+2^2+3^2+...+n^2 \le n\times n^2=n^3

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:29

ah oui je viens de comprendre 2 secondes avant que tu reponde, je suis bête, c'est logique, merci quand même, ta methode est bien en fait mais j'aimerais comprendre pourquoi avec ma methode ca ne marche pas

Posté par
Glapion Moderateur
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:34

ça ne marche pas parce que tu t'es trompé de formule de sommation. Je t'ai dis que la somme des carrés valait n(n+1)(2n+1)/6 et toi tu écris (n4+n2)/2 !
Essaye pour n=2, tu vois bien que 1+2²=5 et que (24+22)/2=10

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:46

ah oui je comprend c'est quand meme bizarre que k=n(n+1)/2 et que l'on ne peut pas faire avec le carré k2=n2(n2+1)/2, je n'ai fait que remplacer le n par le n2 et le k par k2

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 15:47

c'est juste un changement de variable

Posté par
Glapion Moderateur
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 16:07

h,A parce que tu crois que si a+b+c+d = A alors a²+b²+c²+d²=A² il va falloir que tu révise les bases.

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 16:10

oh la oui d'accord je comprend mon erreur, faut que je revois les sommes, en tout cas  merci

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 16:20

et pour la fin de la question 2) la limite de  (1/n4)k2(de k=1 à n) quand n+ c'est bien 0 ? d'après le théorème des gendarmes car 1/n0 quand n+ ?

Posté par
Glapion Moderateur
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 16:25

oui

Posté par
triplette78
re : limite et comparaison de somme 31-12-11 à 16:36

super, merci pour tout, bonne continuation !



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