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somme infinie

Posté par
mathoux
08-02-14 à 09:43

Bonjour à tous,
J'ai un élève de première S qui m'a demandé de lui expliquer ce qui est sur cette vidéo:
http://www.youtube.com/watch?v=w-I6XTVZXww qui dure environ 7 min.
Où est l'erreur?
Merci d'avance.

édit Océane : forum modifié

Posté par
Yzz
re : somme infinie 08-02-14 à 09:53

Salut,
La première somme : S(1) = 1-1+1-1+1-... vaut 1 ou -1 , mais certainement pas 1/2.

Posté par
mathoux
re : somme infinie 08-02-14 à 09:56

Merci pour la réponse.
C'est bien ce que je pensais mais cette somme ne vaut-elle pas 0 ou 1 ?

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : somme infinie 08-02-14 à 10:33

Se méfier comme de la peste des séries infinies et des manipulations qu'on peut en faire :

S = 1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ...

1-S = 1 - (1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ...)

1-S = 1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ...

et donc 1 - S = S

2S = 1

S = 1/2

En fait, on ne peut pas donner de valeur à la somme S = 1 - 1 + 1 - 1 + 1 - 1 + ... car cette somme ne converge pas vers une valeur, elle "oscille" à l'infini.

... cependant si on veut vraiment attribuer une valeur à la somme, alors c'est 1/2.

-----
Il y a bien d'autres "curiosités" avec les séries infinies, notamment avec les séries dites "semi-convergentes"


Théorème :

Si une série est semi-convergente, on peut regrouper ses termes de façon que la somme de la nouvelle série obtenue soit égale à un nombre A donné à l'avance.

En outre, on peut regrouper les termes d'une série semi-convergente de façon à ce que la nouvelle série soit divergente.

Mais c'est un autre sujet ... qui en a déjà perturbé beaucoup.
----

Posté par
carpediem
re : somme infinie 08-02-14 à 11:03

salut

oui on ne peut pas faire grand chose avec des séries non-absolument convergente ....

en particulier par permutation ou regroupement des termes on peut obtenir n'importe quelle limite ...

J-P propose la méthode d'Euler pour proposer 1/2, c'est aussi la limite de la moyenne de Cesàro ...

Posté par
mathoux
re : somme infinie 08-02-14 à 12:57

Merci à tout le monde pour ces réponses qui m'ont éclairées.
Reste plus qu'à expliquer tout ça à mon élève...

Posté par
carpediem
re : somme infinie 08-02-14 à 13:11

tu peux toujours lui proposer très simplement avec la série S = 1 - 1 + 1 - 1 + ...

S = (1 - 1) + (1 - 1) + ... = 0 + 0 + ... = 0

S = 1 + (-1 + 1) + (-1 + 1) + ... = 1 + 0 + 0 + ... = 1

qui montre qu'on ne peut pas déterminer (donner) une limite à S



pour ce qui concerne la série S = 1 + 2 + 3 + ....

on sait précisément calculer les sommes partielles (séries arithmétique) et montrer que ça tend vers plus l'infini .... (suite strictement croissante à termes positifs ....)


le subterfuge vient de l'introduction de la suite S (et son équivalente 1 - 2 + 3 - 4 + ....) à laquelle on peut donner n'importe quelle valeur ...

Posté par
Jygz
re : somme infinie 08-02-14 à 21:08

Il faut toujours voir une serie comme une suite (des sommes partielles) changer l'ordre des termes implique un changement en ce qui concerne la suite : il n'y a aucune raison pour laquelle la limite reste la meme.

Posté par
lafol Moderateur
re : somme infinie 10-02-14 à 10:33

Bonjour
même avec des séries convergentes, on peut avoir de jolies blagues quand on cherche à modifier l'ordre des termes : c'est ce que rappelait J-P
l'addition n'est plus commutative, dans les sommes infinies.

Posté par
Jygz
re : somme infinie 14-02-14 à 21:03

lafol tu vois pas mes posts ?



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