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Niveau Maths sup
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Limites

Posté par
Mandech
28-05-24 à 11:01

Bonjour
Je demande des indications SVP
\lim_{n \to \infty} \left( \prod_{k=1}^{n-1} \sin\left(\frac{k\pi}{n}\right) \right)^{1/n}

* Modération > balises LaTeX ajoutées. Penser à faire "Aperçu" avant de poster *

Posté par
Ulmiere
re : Limites 28-05-24 à 11:56

Quel est le signe des \sin(k\pi/n) ?
S'il est strictement positif, passe au log et tu devrais reconnaitre une somme (au lieu d'un produit) à la tête familière

Posté par
Mandech
re : Limites 29-05-24 à 11:09

Ulmiere
Bonjour je crois que c'est quelconque le signe

Posté par
larrech
re : Limites 29-05-24 à 11:44

Bonjour,

En l'absence de Ulmiere.
Il ne s'agit pas de croire, mais de  regarder quel est le domaine de variation de l'argument du sinus.

Posté par
Mandech
re : Limites 29-05-24 à 12:34

larrech
Bonjour,
En appliquant le logarithme on tombe sur la nécessité d'appliquer une formule de Riemann qui stipule que la fonction doit être continue sur [0,1] pour approximer la limite d'une somme à l'intégrale or la fonction que je trouve est continue sur ]0,1[(f(x)=ln(sinπx))
Je ne sais donc pas si je peux appliquer la formule

Posté par
larrech
re : Limites 29-05-24 à 13:07

C'est vrai qu'il y a une difficulté.

En attendant l'avis de plus compétent que moi, ne peut-on se placer d'abord sur [1/n, (n-1)/n] puis passer à la limite ?

Posté par
larrech
re : Limites 29-05-24 à 13:11

Non, il ne faut pas que les bornes soient fonction de n, donc plutôt [, 1-]

Posté par
Mandech
re : Limites 29-05-24 à 14:04

larrech
D'accord ça me paraît tentant

Posté par
carpediem
re : Limites 30-05-24 à 19:48

salut

\int_0^1 \ln x dx    existe ... donc il en est de même de \int_0^1 \ln \sin (\pi x) dx

car \sin (\pi x) \underset {0} {\sim} \pi x  et  \sin (\pi - x) = \sin x pour la borne 1

Posté par
Ulmiere
re : Limites 30-05-24 à 21:09

Concernant les indices de la somme, le facteur 1/n qui la précède fait qu'on se fiche complètement de sommer jusqu'en n ou n-1, ou même jusqu'en n + o(n). Comme f est bornée, ça ne fait que rajouter des termes qui une fois divisés par n donneront un o(1).

Ensuite, le truc bien avec les sommes de Riemann, c'est que tu es libre de découper ton intervalle [0,1] de la façon que tu veux et de choisir le point d'évaluation que tu veux. Tout ce que ça va changer, ce sera l'efficacité de ton approximation numérique.

Il y a deux endroits sur l'intervalle [0,\pi] qui posent problème au log et ce sont les bords. Tu peux te débarasser d'un des deux bords en remarquant que \log(\sin(\pi \cdot) est symétrique par rapport à 1/2. Eu égard à ce que je viens de dire la limite si elle existe est la même que 2\lim_{n\to\infty} \dfrac1n\sum_{k=1}^{n/2} \ln\sin(k\pi/n) = \lim_{n\to\infty} \dfrac1{n/2}\sum_{k=1}^{n/2} \ln\sin(2k\pi/(n/2)).
Pour le problème en 0, il suffit de prendre une subdivision 0=x_0 < x_1 < \cdots < x_{n/2} = 1 mais de prendre le point d'évaluation x_{k+1} sur l'intervalle [x_k,x_{k+1}].
Il y a évidemment un abus de notation avec mes n/2, il manque des parties entières.

Posté par
Mandech
re : Limites 01-06-24 à 14:02

carpediem
Bonjour ,
Merci !!

Posté par
Mandech
re : Limites 01-06-24 à 14:03

Ulmiere
Bonjour
Super merci !!

Posté par
Ulmiere
re : Limites 01-06-24 à 15:26

Posté par
luzak
re : Limites 02-06-24 à 10:08

Bonjour Ulmiere !
Je ne suis pas d'accord avec ça :
Ensuite, le truc bien avec les sommes de Riemann, c'est que tu es libre de découper ton intervalle [0,1] de la façon que tu veux et de choisir le point d'évaluation que tu veux. Tout ce que ça va changer, ce sera l'efficacité de ton approximation numérique.
C'est vrai quand la fonction est bornée sur le segment car la fonction (prolongée comme on veut aux bornes) est Riemann-intégrable et tu peux "pointer" à ta guise les intervalles de subdivision.
Mais on est obligé de limiter la sommation aux intervalles non extrêmes. Par exemple, si f(t)=\dfrac1{\sqrt{1-t}} sur [0,1[ on a une intégrale convergente et si on prend la subdivision 0,1/n,\dots,1-1/n de [0,1[ avec la valeur  \theta_n=1-n^{-4} la sommation (jusqu'à l'indice n) est bien définie mais le dernier terme vaut n.

Je crois qu'une solution peut être obtenue en remarquant que la fonction est monotone (au moins au voisinage des bornes) et l'intégrale convergente. Dans ce cas, la sommation restreinte aux indices non extrêmes (ce qui est bien dans l'énoncé original) donne la bonne limite.



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