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Niveau Maths sup
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Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n

Posté par
mammaur
23-04-13 à 09:11

Bjr,

Y'a t-il moyen selon vous de sommer cette somme avec les DL (Taylor avec reste intégrale) ?

Posté par
Manny06
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 23-04-13 à 10:21

la série harmonique est divergente

Posté par
PerArGal
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 23-04-13 à 10:42

Bonjour

Tu ne fournis pas le contexte de cette question, et comme dit Manny06 la série diverge. Jette un oeil du côté de la constante d'Euler ou de la formule d'Euler-Mac Laurin selon ce que tu cherches à résoudre.

Posté par
mammaur
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 23-04-13 à 12:17

Oui, je sais que la suite diverge.

Pour le contexte, je n'ai pas d'autres éléments.

La question posée c'est calculer (1/k) pour k allant de 1 à n.

Posté par
delta-B
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 23-04-13 à 15:49

Bonjour.

Je ne crois pas qu'on puisse écrire cette somme sous une forme plus simple.
J'ai essayé de calculer cette somme à l'aide de Maple, il me l'a donné en utilisant des fonctions spéciales.

Posté par
GaBuZoMeu
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 23-04-13 à 15:55

La question n'est-elle pas plus exactement "Donner un équivalent de \sum_{k=1}^n \dfrac{1}{k} " ?

Posté par
delta-B
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 25-04-13 à 12:34

Bonjour.

Pour trouver un équivalent de  \sum_{k=1}^n \frac{1}{k},   on peut étudier la nature de la série de terme général u_n=\frac{1}{n}-ln(1+\frac{1}{n})   et simplifier ensuite l'expression du terme général de sa suite des somme partielles ( ou du moins les termes logarithmiques)

Posté par
GaBuZoMeu
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 25-04-13 à 14:09

C'est à mon avis plus astucieux de comparer la série à une intégrale.

Posté par
delta-B
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 26-04-13 à 11:58

Bonjour.

@GaBuZoMeu

Si vous vous parlez de la comparaison de la série harmonique \sum_{1}^\infty \frac{1}{n} avec l'intégrale impropre \int_{1}^\infty \frac{dt}{t}, elle va nous donner que la série harmonique diverge et on peut en déduire des majorations de  \sum_{k=1}^n \frac{1}{k} mais je ne vois comment trouver un équivalent de \sum_{k=1}^n \frac{1}{k}.

Tel que je l'ai proposé, on montre à l'aide d'un DL que la série \sum_{1}^\infty(\frac{1}{n}-ln(1+\frac{1}{n})) converge, sa somme est appelée constante d'Euler notée \gamma). Sa suite (S_n)_n,  S_n=\sum_{k=1}^n (\frac{1}{k}-ln(1+\frac{1}{k})),  des sommes partielles converge et admet \gamma pour limite. L'expression de S_n se simplifie et on obtient que (\sum_{k=1}^n \frac{1}{k})-ln(n) converge quand n  et sa limite est aussi  \gamma et on aura (\sum_{k=1}^n \frac{1}{k}) \sim  ln(n)

Posté par
lafol Moderateur
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 26-04-13 à 12:12

Bonjour

Delta-B : comme ceci : en remarquant que \forall k \geqslant 1, \dfrac{1}{k+1} \leqslant \int_k^{k+1}\dfrac{dt}{t} \leqslant \dfrac{1}{k}, montrer que \forall n \geqslant 1, \ln(n+1)\leqslant \sum_{k=1}^n\dfrac{1}{k}\leqslant 1+ \ln n ....

Posté par
delta-B
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 27-04-13 à 09:43

Bonjour.

Lafol

Merci pour la réponse, je vois maintenant.  
..... \large{\Longrightarrow \frac{ln(n+1)}{ln(n)}\le \frac{\sum_{k=1}^n \frac{1}{k}}{ln(n)}\le 1+ \frac{1}{\ln( n)}}

et les deux termes extrêmes tendent vers 1 quand n

Posté par
lafol Moderateur
re : Somme des inverses des nombres entiers jusqu'à n 27-04-13 à 19:21

voilà !



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