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Niveau Maths sup
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Sommes

Posté par
mistoufle
20-01-18 à 12:48

Bonjour, je bloque sur cet exercice.
Un=\sum_{k=1}^{(p-1)n}{\frac{1}{n+k}}
1. Montrer que la suite Un est croissante
1. En déduire que la suite (Un) converge

J'ai essayé de calculer Un+1-Un pour montrer la croissance de cette suite mais je n'aboutit pas... Une fois avoir montré qu'elle est croissante, comment montrer qu'elle est majorée ?
Est-ce quelqu'un pourrait m'aider ?
Merci d'avance

Posté par
Glapion Moderateur
re : Sommes 20-01-18 à 12:57

Ecris Un+1 et Un sans signe sigma donc sous forme d'une somme.
Puis fais la différence entre les deux.
tu vas te retrouver avec une somme de termes positifs et avec un -1/(n+1) au bout
la somme de termes positifs, compte combien il y en a (tu vas trouver qu'il y en a p) ?
puis repère le terme le plus petit de la somme et enfin écris que la somme est plus grande que p fois ce terme le plus petit.
ça te permettra de trouver le signe de Un+1-Un

Posté par
mistoufle
re : Sommes 20-01-18 à 13:03

Merci Glapion !
Mais je ne comprends pas ce que vous voulez dire par écrire Un+1 et Un sous forme s'une somme sans sigma ....?

Posté par
etniopal
re : Sommes 20-01-18 à 13:06

@ mistoufle

As-tu entendu parler des  " sommes de Riemann ? "

Posté par
Glapion Moderateur
re : Sommes 20-01-18 à 13:13

Citation :
Mais je ne comprends pas ce que vous voulez dire par écrire Un+1 et Un sous forme s'une somme sans sigma ....?

Par définition de la notation sigma :
Un=\sum_{k=1}^{(p-1)n}{\frac{1}{n+k}} =\frac{1}{n+1}+\frac{1}{n+2}+...+\frac{1}{n+(p-1)n}

Posté par
mistoufle
re : Sommes 20-01-18 à 13:29

Non, je n'ai pas encore fait les sommes de Riemann!

Posté par
Glapion Moderateur
re : Sommes 20-01-18 à 13:55

Alors ce Un+1-Un il vaut quoi ?

Posté par
mistoufle
re : Sommes 20-01-18 à 14:19

mmmm... je suis pas sure...
Un+1-Un= \frac{1}{p(n+1)}-\frac{1}{pn}-\frac{1}{n+1} ?

Posté par
mistoufle
re : Sommes 20-01-18 à 14:22

Pas très cohérent....

Posté par
Glapion Moderateur
re : Sommes 20-01-18 à 14:32

non
Un=\frac{1}{n+1}+\frac{1}{n+2}+...+\frac{1}{n+(p-1)n}
Un+1=\frac{1}{n+2}+\frac{1}{n+3}+...+\frac{1}{n+1+(p-1)(n+1)}

Or n+(p-1)n = np et n+1+(p-1)(n+1) = (n+1)p donc :

Un+1-Un = \frac{1}{np} + \frac{1}{np+1}+...+ \frac{1}{np+p} - \frac{1}{n+1}
maintenant continue avec les indications que je t'ai données dans mon premier post.

Posté par
mistoufle
re : Sommes 20-01-18 à 14:40

Merci Glapion!
Je ne comprends pas pourquoi dans la différence Un+1-Un il y a le terme 1/np alors qu'il appartient à Un.. pourquoi ce terme ne devient-il pas négatif ..?
Si je continu, du coup je trouve qu'il y a (p+1-1) termes donc p termes ..
et le plus petit terme serait 1/np qui en le multipliant par p me donne 1/n qui est supérieur à 0! Merci beaucoup!

Posté par
mistoufle
re : Sommes 20-01-18 à 14:42

Sorry, le plus petit terme est 1/(np+p) qui est supérieur à O quand je le multiplie à p

Posté par
Glapion Moderateur
re : Sommes 20-01-18 à 14:51

oui tu as raison, le 1/np se simplifie

Un+1-Un = \frac{1}{np+1} + \frac{1}{np+2}+...+ \frac{1}{np+p} - \frac{1}{n+1}

Posté par
Glapion Moderateur
re : Sommes 20-01-18 à 14:54

p termes donc, le plus petit est 1/(np+p)
la somme des termes positifs est donc supérieure à p/(np+n) = 1/(n+1)
et donc Un+1-Un > 1/(n+1)-1/(n+1) = 0
donc suite croissante.

Posté par
mistoufle
re : Sommes 20-01-18 à 17:50

Super merci beaucoup !!
J'aimerais utiliser le théorème de convergence monotone mais je ne vois pas comment montrer que cette suite est majorée... Auriez-vous une idée ?
Peut-être par encadrement mais je ne vois pas comment...

Posté par
Glapion Moderateur
re : Sommes 20-01-18 à 17:56

Oui, majore Un =  \frac{1}{n+1}+\frac{1}{n+2}+...+\frac{1}{n+(p-1)n}

(par le nombre de termes de cette somme multiplié par le plus grand)



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