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Niveau Maths sup
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preuve que la suite harmonique diverge

Posté par isab (invité) 10-12-07 à 07:17

Bonjour,

Je cherche à démontrer que la suite harmonique diverge, si quelqu'un connait une preuve formelle, ça m'aiderait beaucoup.
Merci

Posté par
frenicle
re : preuve que la suite harmonique diverge 10-12-07 à 08:01

Bonjour

1/1 1/2
1/2 1/2
1/3 + 1/4 21/4 = 1/2
1/5 + 1/6 + 1/7 + 1/8 41/8 = 1/2
1/9 + 1/10 + 1/11 + 1/12 + 1/13 + 1/14 + 1/15 + 1/16 81/16 = 1/2
...
1/(2n + 1) + 1/(2n + 2) + ... + 1/2n+1 2n(1/2n+1) = 1/2
...

Donc la somme des 2n premiers termes est supérieure à (n + 1)/2.

Cordialement
Frenicle

Posté par
frenicle
re : preuve que la suite harmonique diverge 10-12-07 à 08:02

J'ai compris que tu parlais de la série harmonique

Posté par isab (invité)Merci beaucoup 10-12-07 à 17:01

Oui effectivement, je parlais de la série harmonique lol.  Il était 1:00 du matin ici quand j'ai posté ce message, j'étais un peu fatiguée.

Merci beaucoup

Posté par
Nightmare
re : preuve que la suite harmonique diverge 10-12-07 à 17:08

Bonjour,

une preuve assez rapide et qui fournit un équivalent est de comparer la série à une intégrale.

En effet :
Soit x dans [k,k+1] alors : 3$\rm \frac{1}{k+1}\le \frac{1}{x}\le \frac{1}{k}
En appliquant l'inégalité des accroissements finis sur [k,k+1] on a :
3$\rm \frac{1}{k+1}\le ln(k+1)-ln(k)\le \frac{1}{k}

Soit en sommant sur [1,n] :
3$\rm \Bigsum_{k=1}^{n} \frac{1}{k+1}\le \Bigsum_{k=1}^{n} ln(k+1)-ln(k)\le H_{n} (H étant la série harmonique)
Ie :
3$\rm H_{n}+\frac{1}{n+1}-1\le ln(n+1)\le H_{n}
Ou encore :
3$\rm ln(n+1)\le H_{n}\le ln(n+1)+\frac{1}{n+1}-1
Soit en divisant par ln(n) :
3$\rm \frac{ln(n+1)}{ln(n)}\le \frac{H_{n}}{ln(n)}\le \frac{ln(n+1)}{ln(n)}+\frac{1}{(n+1)ln(n)}-\frac{1}{ln(n)}
Les deux membres extremes tendent vers 1 d'où 3$\rm H_{n}\sim ln(n)

Posté par
veleda
re : preuve que la suite harmonique diverge 10-12-07 à 17:22

bonjour,
tu peux aussi former H2n-Hn=1/(n+1)+1/(n+2)+.....+1/(2n)>n/(2n)
donc nN* H2n-Hn>1/2
d'aprés le critère de Cauchy cela suffit à assurer la divergence de la série

Posté par isab (invité)re : preuve que la suite harmonique diverge 10-12-07 à 18:43

Merci beaucoup!
Je vais avoir l'embarras du choix!



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