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Niveau maths spé
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Sommabilité

Posté par
Lynxarmenia
07-12-22 à 15:33

bonjour, j'ai bloqué carrément sur une question de mon TD de familles sommables.
il s'agit de montrer que la famille suivante n'est pas sommable:
(1/x2)x∊[1,+[
ce que j'ai fait: un raisonnement à l'absurde me semble être convenable, je suppose qu'elle est sommable ce qui reviendrait à dire que sa somme est majorée, mais je ne sais pas quoi faire de plus

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 07-12-22 à 16:03

je me permets d'ajouter ici une question du même exo
démontrer que la famille (an,p)(n,p)2 n'est pas sommable, avec an,p=1/(n2-p2) si np et an,n=0
voici ce que j'ai fait:
supposons que la famille est sommable, ce qui reviendrait à dire que n,  up, où up=1/(n2-p2) converge
or: p.up tend vers 0 lorsque p tend vers + ce qui montre que up=o(1/p)
la série harmonique étant divergente; la série de terme général up diverge également d'après les critères de comparaison, d'où l'absurdité de la supposition de début
est ce correct? car lorsque j'ai essayé de chercher le corrigé sur le net pour vérifier, ils ont fait autre chose ce qui me laisse douteux par rapport à ma démarche

Posté par
carpediem
re : Sommabilité 07-12-22 à 17:17

salut

c'est étonnant parce que j'aurai dit S = \sum_{x \in \Q \cap [1,+ \infty[} \dfrac 1 {x^2} \le \int_1^{+\infty} \dfrac 1 {x^2} dx

qui serait donc faux ... mais j'aimerai bien savoir pourquoi ...


S est une somme de termes positifs

Q est dense dans R donc pour tout n il existe un rationnel r_n tel que \dfrac 1 {\sqrt n} - \dfrac 1 2 \le r_n \le \dfrac 1 {\sqrt n} \Longrightarrow \dfrac 1 n - \dfrac 1 4 \le r_n^2 \le \dfrac 1 n


le pb avec ton autre question c'est que la série n'est pas à termes positifs

Posté par
larrech
re : Sommabilité 07-12-22 à 18:09

Bonsoir,

Pour la deuxième question. Ton argument serait valable si c'était un O(..) et non un o(..).

Si la famille est sommable, toute sous-famille extraite l'est aussi.

Un choix tout simple de p te montre que ce n'est pas le cas ici.

Posté par
jarod128
re : Sommabilité 07-12-22 à 20:34

Bonsoir, j'interviens juste pour préciser qu'une famille sommable de positifs ! est sommable équivaut à toutes ses sous familles aussi...

Posté par
jeanseb
re : Sommabilité 07-12-22 à 22:05

Bonsoir
Je propose:
La somme des inverses des carrés des entiers n = 2/6 ( 2/6) -1
La somme des inverses des carrés des n+(1/2) ( 2/6) -1 car 3/2 2 et 5/2 3  etc... et l'inégalité s'inverse pour les carrés des inverses
La somme des inverses des carrés des n+(1/3) ( 2/6) -1 car 4/3 2 etc..

En sommant sur Q, on a en particulier tous les n+(1/k) donc la somme est supérieure à ( 2/6) -1). aleph 0

On peut écrire ça plus élégamment.

Posté par
Foxdevil
re : Sommabilité 08-12-22 à 01:36

Bonsoir,

Pour le premier, on peut simplement prendre une sous famille de rationnels ayant une limite finie non nulle; par exemple \dfrac{n+1}{n}. La famille des 1/x^2 n'est alors clairement pas sommable...

Pour le second, on peut considérer la sous-famille (p+1;p)...

Citation :
c'est étonnant parce que j'aurai dit S = \sum_{x \in \Q \cap [1,+ \infty[} \dfrac 1 {x^2} \le \int_1^{+\infty} \dfrac 1 {x^2} dx
Outre le fait que la somme de gauche est infinie, cette inégalité aurait probablement été obtenue en sommant l'intégrale, avec des bornes sur un petit intervalle....mais la somme prise est "trop grosse" et ne donnerait pas l'intégrale que tu as mise (on aurait pas de Chasles permettant d'avoir une seule intégrale, mais à priori plein plein de petites intégrales...)

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 08-12-22 à 10:07

larrech @ 07-12-2022 à 18:09

Bonsoir,

Pour la deuxième question. Ton argument serait valable si c'était un O(..) et non un o(..).

Si la famille est sommable, toute sous-famille extraite l'est aussi.

Un choix tout simple de p te montre que ce n'est pas le cas ici.

merci pour ton intervention
oh mince je me suis effectivement trompé. or même dans le cas d'un grand O, c'est indiqué dans mon cours de séries numériques que l'on ne peut rien conclure (divergence obtenue uniquement en cas d'équivalence) :/ ...
vous proposez quoi comme choix de p?

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 08-12-22 à 10:10

Foxdevil @ 08-12-2022 à 01:36

Bonsoir,

Pour le premier, on peut simplement prendre une sous famille de rationnels ayant une limite finie non nulle; par exemple \dfrac{n+1}{n}. La famille des 1/x^2 n'est alors clairement pas sommable...


je m'excuse mais je n'ai pas encore tout à fait compris

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 08-12-22 à 10:13

carpediem @ 07-12-2022 à 17:17

salut

c'est étonnant parce que j'aurai dit S = \sum_{x \in \Q \cap [1,+ \infty[} \dfrac 1 {x^2} \le \int_1^{+\infty} \dfrac 1 {x^2} dx

qui serait donc faux ... mais j'aimerai bien savoir pourquoi ...


S est une somme de termes positifs

Q est dense dans R donc pour tout n il existe un rationnel r_n tel que \dfrac 1 {\sqrt n} - \dfrac 1 2 \le r_n \le \dfrac 1 {\sqrt n} \Longrightarrow \dfrac 1 n - \dfrac 1 4 \le r_n^2 \le \dfrac 1 n


le pb avec ton autre question c'est que la série n'est pas à termes positifs

je ne comprends absolument plus rien ! désolé mais je n'arrive pas à voir le point

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 08-12-22 à 10:14

jarod128 @ 07-12-2022 à 20:34

Bonsoir, j'interviens juste pour préciser qu'une famille sommable de positifs ! est sommable équivaut à toutes ses sous familles aussi...

par sous famille, vous entendez la restriction de l'intervalle à un intervalle plus petit n'est ce pas?

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 08-12-22 à 10:22

je cite ici le corrigé de la 1ère question que j'ai trouvé ailleurs sur le net, dans l'espoir que quelqu'un puisse me l'expliquer:
il y a une infinité de termes dans [1,2]. En particulier, il y a une infinité de termes de la famille qui sont supérieurs à 1/4. Ceci entraîne que la famille n'est pas sommable, ce qu'on peut retrouver en utilisant la définition. Si chaque somme finie de la série était majorée par M, il suffirait de prendre un ensemble fini F de [1,2] contenant plus de 4M éléments pour obtenir (1/x2)>M (xF) ce qui serait une contradiction

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 08-12-22 à 10:33

carpediem @ 07-12-2022 à 17:17


le pb avec ton autre question c'est que la série n'est pas à termes positifs

je peux donc discuter les cas selon le signe de n2-p2 non?

Posté par
Lynxarmenia
re : Sommabilité 08-12-22 à 17:46

je suis bloqué

Posté par
GBZM
re : Sommabilité 09-12-22 à 15:31

Bonjour,
Il te faut revenir à la définition de famille sommable.
Tu devrais comprendre alors que si pour tout réelM on peut trouver une sous-famille finie dont la somme dépasse M, alors la famille n'est pas sommable.



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