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Niveau Maths sup
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serie harmonique alternée

Posté par Djeffrey (invité) 24-10-05 à 13:20

Bonjour j'ai une petite question portant sur les series, la voici :

Dans la serie harmonique alternée, on prend p termes positifs, puis q termes negatifs, et ainsi de suite...(Par exemple avec p=2 et q=3 : 1+\frac{1}{3}-\frac{1}{2}-\frac{1}{4}-\frac{1}{6}+\frac{1}{5}+\frac{1}{7}-\frac{1}{8}-\frac{1}{10}-\frac{1}{12}+\frac{1}{9}+\frac{1}{11}-...)
Montrer que la serie ainsi obtenue converge, et determiner sa somme (on pourra commencer par evaluer S_{n(p+q)}).

Voila voila j'espere que vous  pourrez me donner un coup de main la dessus
Merci a tous

Posté par Djeffrey (invité)re : serie harmonique alternée 24-10-05 à 16:43

Non personne pour m'aider la dessus svp??

Posté par philoux (invité)re : serie harmonique alternée 24-10-05 à 16:59

Bonjour

si tu fais n=1 S5 = (1+1/3)-(1/2+1/4+1/6) = (1+1/3)-(1/2)(1+1/2+1/3)=(1/2)(1-1/2+1/3)

n=2 S10=(1+1/3+1/5+1/7)-1/2(1+1/2+1/3+1/4+1/5+1/6) = (1/2)(1-1/2+1/3-1/4+1/5-1/6+1/7)

n->oo Sn -> ln2/2

Vérifies...

Philoux

Posté par Djeffrey (invité)re : serie harmonique alternée 24-10-05 à 17:57

dans la seconde ligne j'ai du 2/7...
Et meme sans ca c'est un peu rapide je ne vois pas ou tu veux arriver.

Posté par philoux (invité)re : serie harmonique alternée 24-10-05 à 17:58

1-1/2+1/3-1/4... tend vers ln2

Philoux

Posté par Djeffrey (invité)re : serie harmonique alternée 24-10-05 à 18:13

Comment montrer que la serie obtenue converge pour commencer?
Pour la convergence de la suite que tu as vers ln(2) je ne le savais pas mais pourrais tu juste etre un peu plus precis dans l'idee que tu as s'il te plait parce que je ne suis pas bien...

Tu as consideré le cas particulier de l'exemple de l'enoncé pour n=1 et pour n=2 et tu conclus tres rapidement ca ne me semble pas aussi evident a moi...lol

Posté par philoux (invité)re : serie harmonique alternée 24-10-05 à 18:18

je n'ai traité que l'exemple p=2 q=3 sans traiter le cas général p,q

ce devrait être une forme ln2*f(p,q) à définir...

Philoux

Posté par Djeffrey (invité)re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 14:52

ben j'ai eu beau essayer je ne m'en sors pas...

Posté par Djeffrey (invité)re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 16:54

bonsoir philoux je constate que tu es sur l'ile en ce moment et j'en profite, pourrais tu reprendre le raisonnement qu'il me faut avoir pour resoudre l'exercice stp, meme si ce n'est que les etapes a suivre...
Merci

Posté par philoux (invité)re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 17:01

je dois t'avouer que je sèche sur le cas général

il y avait cet aprem un sujet similaire de jacko78 : à creuser...

Philoux

Posté par
lolo217
re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 17:06

Bonjour,

L'idée est de partir du fait que :
S(n)= Somme(1 à n) 1/k =
Log(n) + c + e(n)  où  e(n)  tend vers 0 (ça je suppose que tu sais faire par comparaison avec une intégrale).
Quand tu prends  np  termes >0 et nq  termes <0,
les termes négatifs valent -S(nq) , quant aux termes positifs tu peux les écrire comme
S(2np)- S(np) là tu as tout ce qu'il faut

le résultat final est  log(2p/q) .

lolo

Posté par philoux (invité)re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 17:07

merci lolo217

Philoux

Posté par Djeffrey (invité)re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 17:11

de meme...

Posté par
lolo217
re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 17:24

de rien, il manque des 1/2 dans ma réponse à deux endroits par exemple les termes négatifs c'est  
-S(nq)/2 et les >0 c'est  S(2np)-S(np)/2 .

lolo

Posté par
piepalm
re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 17:42

Attention, la série harmonique alternée n'étant pas AC, on peut en faire ce que l'on veut, même la faire diverger, comme dans le cas de Jacko78...
Ici, dans la nième étape, on ajoute les termes suivants
tn=1/(2p(n-1)+1)+1/(2p(n-1)+3)...+1/(2np-1)-1/(2q(n-1)+2)-...-1/2qn que l'on doit pouvoir encadrer par
p/2np-q/(2q(n-1))<tn<p/(2p(n-1))-q/2qn soit
1/2n-1/2(n-1)<tn<1/2(n-1)-1/2n=1/(2n(n-1))
tn est compris entre deux quantités opposées, de l'ordre de 1/2n^2 donc converge (AC)

Posté par philoux (invité)re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 18:42

Que veut dire AC ?

Philoux

Posté par
piepalm
re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 18:55

absolue convergence ou absolument convergente...

Posté par philoux (invité)re : serie harmonique alternée 25-10-05 à 18:56

merci (mais ça m'aide peu...)

Philoux

Posté par Djeffrey (invité)re : serie harmonique alternée 26-10-05 à 14:37

Bonjour lolo
J'ai repris ton raisonnement pour calculer la somme et en manipulant les logarithmes j'arrive au resultat suivant : je trouve que la somme vaut ln(\frac{2p}{\sqrt{pq}})
Comme ca n'est pas le resultat dont tu parlais, je m'inquiete de savoir s'il est bon...

Et meme avec ca je ne comprend pas bien la methode de piepalm pour montrer que la serie est convergente

Posté par
otto
re : serie harmonique alternée 26-10-05 à 14:47

J'aurais envie de dire que si on arrange les termes n'importe comment, la suite va diverger ou converger vers ce que l'on veut.
Notamment, le résultat trouvé me semble déjà cohérent avec le cas p=q=1, le cas de la série harmonique altérnée (éventuellement au signe prés?)

Philoux, absolument convergente signifie que la somme des valeurs absolues converge, c'est quelque chose de très fort, mais d'essentiel dans certains cas pour "tripatouiller" la série. Evidemment, dans R, la convergence absolue implique la convergence...

Posté par
piepalm
re : serie harmonique alternée 26-10-05 à 16:23

Pour ceux qui n'ont pas compris ma démo: j'ai groupé p+q termes consécutifs en un terme tn=1/(2p(n-1)+1)+1/(2p(n-1)+3)...+1/(2np-1)-1/(2q(n-1)+2)-...-1/2qn
la série tn a même nature que la série de départ
ensuite, on peut majorer tn en majorant la somme des p termes par p fois le plus grand et la somme des q termes négatifs par q fois le plus petit en valeur absolue. Pour la minoration on fait l'inverse, et on obtient deux bornes opposées de l'ordre de 1/2n^2 ce qui assure la convergence absolue de la série tn donc la convergence de la série initiale



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