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Suite

Posté par Jérémy (invité) 01-04-05 à 18:06

Salut à tous.
Pouvez vous m'aider pour cette question SVP.
Merci d'avance

Pour tout entier n \geq 1, on pose :
S_n = \frac{1}{n^2}e^\frac{-1}{n} + \frac{2}{n^2}e^\frac{-2}{n}+...+ \frac{n}{n^2}e^\frac{-n}{n} = \sum_{k=1}^n \frac{k}{n^2}e^\frac{-k}{n}

a) Exprimez S_n à l'aide de la fonction $f(x)=xe^{-x}$
b) Pourquoi la suite (S_n) est-elle convergente ? Quelle est sa limite ?

Posté par Jérémy (invité)re : Suite 02-04-05 à 10:28

bonjour
Personne pour m'aider ? C'est vraiment aussi dificile que je le pernsé.

J'ai besoin de votre aide SVP.
Merci d'avance.

Posté par drioui (invité)re : Suite 03-04-05 à 01:11

essye d'ecrire correctement Sn

Posté par
ma_cor
re suite 03-04-05 à 09:36

Bonjour Jérémy.
Tu as : S_n=\bigsum_{k=1}^{n}\(\frac{k}{n^2}.e^{-kn}\)=\frac{1}{n^2}\bigsum_{k=1}^{n}\(k.e^{-kn}\), c'est la réponse du a).
Pour le b), tu sais que la fonction y=e^{-x} est strictement décroissante.  Ainsi, \forall x\ge 1 : e^{-x}\le e^{-1}. Donc, S_n=\frac{1}{n^2}\bigsum_{k=1}^{n}\(k.e^{-kn}\)\le\frac{1}{n^2}\bigsum_{k=1}^{n}\(k.e^{-1}\) car k.n\ge 1 , \forall k,n\ge 1.  Donc, S_n\le\frac{1}{n^2}.e^{-1}\bigsum_{k=1}^{n}k=\frac{1}{n^2.e}.\frac{n(n+1)}{2}=\frac{1}{2e}.\frac{n^2+n}{n^2}=\frac{1}{2e}.\(1+\frac{1}{n}\)\le\frac{1}{2e}.(1+1)=\frac{1}{e}.
Donc, S_n est une suite de nombres majorée par \frac{1}{e}.  De plus, ils sont positifs.  Il te suffit de montrer que la suite est croissante et le tour est joué sur la convergence...
A toi de voir la limite...
Bon travail.

Posté par Jérémy (invité)suite 03-04-05 à 18:25

Bonjour
Excuser moi pour l'écriture de la suite je me suis trompé. J'en suis désolé.
Pouvez vous m'aider maintenant. MERCI

Voici l'exercice sans faute.

1. Calculez 3$I = \int_0^1 xe^{-x}dx
2. Pour tout entier n \geq 1, on pose :
3$S_n = \frac{1}{n^2}e^{\frac{-1}{n}} + \frac{2}{n^2}e^{\frac{-2}{n}} +...+\frac{n}{n^2}e^{\frac{-n}{n}} = \sum_{k=1}^n \frac{k}{n^2}e^{\frac{-k}{n}}

a) Exprimez S_n à l'aide de la fonction 3$f(x)=xe^{-x}
b) Pourquoi la suite (S_n) est-elle convergente ? Quelle est sa limite ?

Posté par Suicune (invité)re 03-04-05 à 18:28

Bonjour!Pour la Q1 pense à l'intégration par parties en posant u(x)=x et v'(x)=e-x
Voilà pour la Q1
Suicune

Posté par minotaure (invité)re : Suite 03-04-05 à 18:55

salut

voila l'I.P.P. pour I :
u(x)=x         => u'(x)=1
v'(x)=exp(-x)  <= v(x)=-exp(-x)

donc I=-exp(-1)+[0 a 1] exp(-x).dx

on a donc I=-exp(-1)-exp(-1) + 1
I=-2/e + 1


2.le but est de servir de cette integale pour dire que S(n) est une approximation de cette integrale par la methode des rectangles.

S(n)=(1/n)*[(1/n)*e^(-1/n)+(2/n)*e^(-2/n)+...+(n/n)*e(-n/n) ]

on a donc S(n)=(1/n)*[f(1/n)+f(2/n)+...+f(n/n) ]


S(n)=(1/n)*[f(1/n)+f(2/n)+...+f(n/n) ]
I=[0 a 1] f(x).dx=[0 a 1/n] f(x).dx + [1/n a 2/n] f(x).dx+...+ [(n-1)/n a 1] f(x).dx

la fonction f est positive et croissante sur [0,1] (a demontrer)

donc 1/n*f(1/n)>=[0 a 1/n] f(x).dx>=0
et pour tout k dans [[1,n-1]]={1,...n-1} on a :
(1/n)*f((k+1)/n)>=[k/n a (k+1)/n] f(x).dx>=(1/n)*f(k/n)
on en deduit que S(n)>=I>=S(n)-(1/n)*f(n/n)=S(n)-f(1)/n

on a donc S(n)>=I et I+f(1)/n>=S(n)

donc I+f(1)/n>=S(n)>=I

comme (f(1)/n)) tend vers 0 quand n->+oo on a lim S(n)=I.
                                              n->+oo



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