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Somme de série

Posté par
gui_tou
26-10-08 à 19:28

Bonsoir,

Je vous propose un petit exercice que j'ai trouvé zoli

Citation :

Convergence et somme de 3$\Bigsum_{n=1}^{+\infty}{4$\fr{1}{1^2+2^2+...+n^2}


Rien de bien compliqué, c'est abordable à partir de la sup.

Have fun, et réponses blankées

Posté par
tringlarido
re : Somme de série 26-10-08 à 23:03

Salut,

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Posté par
ThierryMasula
re : Somme de série 26-10-08 à 23:33

Bonsoir,

Je suis quelque peu dubitatif...

\bigsum_{k=1}^n k^2=\frac{(n+1)^2n}3 ???
\bigsum_{k=1}^n k^2=\frac{(n+1)(n+1/2)n}3 me semble-t-il.

Posté par
tringlarido
re : Somme de série 27-10-08 à 00:08

En effet y'a comme un hic

Posté par
BACC77
Série 27-10-08 à 08:44

Bonjour, effectivement c'est la seconde formule de ThierryMasula qui est exacte.

Je la préfère sous la forme n(n+1)(2*n+1)/6

La somme des cubes des n premiers entiers naturels est le carré de la somme des n premiers entiers naturels = (n*(n+1)/2)2

Sur la convergence de la série :

Soit Un=1/(p2)
                                             1<=p<=n

La condition nécessaire de convergence d'une série est remplie à savoir Lim Un=0 (n--> +oo)

La règle de d'Alembert pour les séries à termes positifs ne permet pas de conclure car

Lim Un+1/Un=1- n--> +oo

Si cela avait été 1+, on aurait pu conclure à la divergence.

Utilisons celle de Cauchy

A = Lim (Un)(1/n)= Lim (1/(n3/3))1/n=Lim(3/n3)1/n
n--> +oo

Après passage au Ln pour l'expression B = (3/n3)1/n on obtient Ln B --> 0-

et B --> 1- Donc on ne peut encore rien dire pour l'instant sur la convergence de Un

La décomposition de 1/(n(n+1)(2*n+1)/6)=6*(1/n + 1/(n+1) -4/(2*n+1))

n'arrange pas vraiment nos affaires non plus (série harmonique)...

Il faut comparer avec une intégrale

Soit f(x)= 6/(x*(x+1)*(2*x+1)

On a f(1)=U1 = 1
     f(2)=U2 = 1/5
     ...
     f(n)=Un

Il est démontré que si f(x)dx converge alors la série converge (1<= x <= +oo)

On calcule = 6*(Ln(x*(x+1)/(2*x+1)2) entre 1 et +oo donne 6*Ln(9/8) Donc la série initiale est CONVERGENTE

Posté par
BACC77
Précision 27-10-08 à 08:59

Précisons que la comparaison avec une intégrale se fait ici dans le cadre d'une série à termes positifs non croissants

U1>=2U>= ..... Un

Posté par
Arkhnor
re : Somme de série 27-10-08 à 09:42

Bonjour.

BACC77>

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Posté par
BACC77
Exact 27-10-08 à 10:22

Bonjour, Exact aussi mais ça fait pas de mal de réviser un peu le reste. lol.

Posté par
gui_tou
re : Somme de série 27-10-08 à 10:23

Bonjour à tous

tringlarido :

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BACC77 :

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Arkhnor :

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Posté par
ThierryMasula
re : Somme de série 27-10-08 à 12:42

Bonjour tout le monde,

5$\bigsum_{n=1}^{+\infty}\frac1{\bigsum_{j=1}^{n}j^2}=6\bigsum_{n=1}^{+\infty}\frac1{n(2n+1)(n+1)}
Ici, je propose la substitution suivante :
5$\frac1{n(2n+1)(n+1)}=\frac1{n}+\frac1{n+1}-\frac4{2n+1}
Il me semble que cela prend la bonne direction... Y a de la série harmonique dans l'air, avec du 5$\ln(2) à la clef !

Posté par
gui_tou
re : Somme de série 27-10-08 à 12:45

Surement

Posté par
BACC77
Déjà dit... 27-10-08 à 16:07

C'est ce que j'avais déjà proposé il me semble mais pour l'instant pas de résultat. Faut-il trouver une fonction décomposable en série de Fourier ?

Posté par
BACC77
Eurêka 27-10-08 à 16:37

Je mettrai la démo demain j'ai pas le temps maintenant. Rendez-vous galant oblige!

Résultat : 6(3-4Ln(2)) = 1,364 environ

Posté par
BACC77
Zut! 27-10-08 à 16:39

Désolé pour le pas blank (manque d'habitude) mais il n'y pas la démo, cela compense.

Posté par
ThierryMasula
re : Somme de série 27-10-08 à 16:46

Je suis arrivé au même résultat...

Posté par
gui_tou
re : Somme de série 27-10-08 à 19:01

J'attends encore une réponse qui confirmerait la vôtre

Posté par
gui_tou
re : Somme de série 30-10-08 à 23:29

Merci à tous pour votre participation

Effectivement, 3$\fbox{\Bigsum_{n=1}^{+\infty}{4$\fr{1}{1^2+2^2+...+n^2}}\ =\ 18-24\ell n(2)



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