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suite factorielle

Posté par
SurfMath
12-10-14 à 22:13

Bonjour à tous je suis nouveaux sur ce forum et j'ai un petit problème avec mon DM de math qui porte sur les factoriel or je n'ai jamais fait et je suis vraiment perdu!

Voici le sujet: On considère la suite(un) définie par \forall n \notin \mathbb{N}* Un= 1+1/1!+1/2!+...+1/n!
Ou n!=1*2*...*n

Montrer que la suite (Un) est majorée et converge.

je suppose qu'il faut utiliser le théorème de majoration

Merci d'avance pour votre aide!

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 12-10-14 à 22:15

Oups petit problème *définie par pout tout n qui n'appartient à N privée de 0

Posté par
LeHibou
re : suite factorielle 12-10-14 à 22:55

Bonjour,

Tu as n! > n(n-1), donc pour n > 1 tu as 1/n! < 1/(n(n-1) = 1/(n-1) - 1/n
Tu utilises cela pour majorer tous les termes de Un, et par éliminations successives(ce que l'on appelle un télescopage), tu en déduis une majoration de Un

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 13-10-14 à 13:07


J'ai compris la première partie qui montre que comme la somme de n!> à la somme de n(n-1) alors la somme  de 1/n!> 1/n(n-1).

Mais je n'ai pas bien compris le principe du télescopage! est ce que je dois simplifier 1/n-1 - 1/n et trouver un entier qui est >1/n! prouvant ainsi que l'entier est le majorant?

Posté par
LeHibou
re : suite factorielle 13-10-14 à 16:56

Si tu écris la somme majorante comme 1/(2x3) + 1/(3x4) + 1/(4x5) + ... tu ne vois rien.
En revanche, si tu l'écris comme (1/2 - 1/3) + (1/3 - 1/4) + (1/4 - 1/5) + ... tu vois immédiatement les termes qui s'annulent deux à deux, sauf le premier 1/2 et le dernier -1/5. C'est cela le télescopage.
Il te reste à mettre cela en forme en généralisant à un rang n quelconque, en regardant bien à partir de quel terme tu peux commencer à utiliser cette majoration.
Pour ton information, la limite exacte de la suite est le nombre e = 2,718...
  

Posté par
alb12
re : suite factorielle 13-10-14 à 18:56

salut,
autre methode peut-etre plus simple au niveau des calculs ?
si n>=2 alors 1/n!<=1/2^(n-1)

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 13-10-14 à 20:20

Donc si j'ai bien compris:   1/n!<1/n(n-1) c'est à dire que
1/n!<(1/(n-1)-1/n))+(1/(n+1-1)-1/n+1+1)+(1/(n+1+1-1)-1/n+1+1+1)[...]  donc  

1/n!< [(1/n-1)-(1/n)]+[(1/n)-(1/n+2)]+[(1/n+2)-(1/n+3)] [...]

On remarque effectivement que les termes s'annule sauf le premier et le dernier donc on en conclue que

1/n!<(1er terme - dernier terme) soit 1/n!<(1/n-1)-(1/n) -ou [1/n-1] est le 1er terme et (1/n) est le dernier terme

Mais je ne comprend pas pourquoi je reviens sur ma formule de départ?

Merci pour ta réponse alb12 mais dans l'énoncé on ne nous dit pas que n>=2 donc je ne sais pas si je peut utiliser ton calcul!

Posté par
alb12
re : suite factorielle 13-10-14 à 21:09

u(n)<=1+1+1/2+1/2^2+...+1/2^k+...+1/2^(n-1)
on reconnaît une somme sympathique ....

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 13-10-14 à 21:40

donc: si n>=2 alors on a 1/n!<= 2^(n-1) c'est à dire que

un<= 1+1/1^1+1/2^2...+1/2^k+...+1/2^(n-1)

Ensuite je fais la somme des termes grâce à la formule: 1-q^(n+1)/1-q et le résultat correspond au majorant

Est ce que mon raisonnement est bon?!

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 13-10-14 à 22:34

je vous remercie tous les 2 pour l'aide que vous m'avez déjà apporté
mais comme je dois rendre ce dm pour mercredi j'aimerais d'ici la Réussir et terminer cet exercice; donc si je ne vois pas vos messages ce soir je serais présent sur le forum demain dès 18h00 pour essayer de le terminer en espérant que l'un de vous deux soit présent pour m'aider.

Merci

Posté par
alb12
re : suite factorielle 14-10-14 à 06:04

attention un majorant doit etre independant de n

Posté par
SurfMath
1/ 14-10-14 à 07:26

Ah oui c'est vrai! mais après avoir démontrer que  un <= 1+(1/1^1)+(1/2^2)...+ 1/2^(n-1) je dois bien trouver la sommes des termes qui sera = a un entier qui sera le majorant non? Comment faire cette somme?

Posté par
alb12
re : suite factorielle 14-10-14 à 10:39

somme des termes d'une suite geometrique

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 18:34

voila je suis prêt!

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 19:15

J'ai parler avec mon prof de math et il m'a conseillé de prendre ton raisonnement alb12donc je reprend:

n>=2 alors 1/n!<=1/2^(n-1)

Donc on a: Un <= 1+1/1^1 +1/2^2+[...]+1/2^k+[...]+1/2^(n-1) On remarque alors que Un est  majorée par 1+1/1^1 +1/2^2+[...]+1/2^k+[...]+1/2^(n-1)

J'en déduis que Un<= la somme de 1+1/1^1 +1/2^2+[...]+1/2^k+[...]+1/2^(n-1)

Un est une suite géométrique et de forme 1+1/1^1+1/2²+[...]+q^n: D'après n>=2 alors 1/n!<=1/2^(n-1) la raison est de 1/2 soit q=(1/2)) et uo = 1+1/1^1+1/2²= 2+1/4= 9/4


on utilise la formule: U0*[1-q^(n+1)/1-q] AN: 9/4[1-1/2^(n+1)/1-1/2]= 9/4-1/2^(n+1)/1-1/2 = 9/4-1/2(n+1)/-1/2 je ne peux plus simplifier?

Je ne sais pas si j'ai raison mais comme un est un cas particulier de forme 1+1/1^1+1/2²[...]
on devrait utiliser la formule 1/q^(n+1)/1-q
???

Posté par
alb12
re : suite factorielle 14-10-14 à 20:28

1+1/2+1/2^2+...+1/2^(n-1)=(1-1/2^n)/(1-1/2)< ??

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 20:35

d'après mon cours lorsque on a une suit de forme 1+q+q²...+q^n il s'agit d'un cas particulier et donc la somme se calcule avec la formule: 1-q^(n+1)/1-q

est ce faux?

Posté par
alb12
re : suite factorielle 14-10-14 à 20:59

exact mais ici le termier terme est q^(n-1)

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:04

donc a la place de 1-q^(n+1)/1-q  j'utilise 1-q^(n-1)/1-q!

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:05

1-q^(n+1)/1-q

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:06

oups: donc j'utilise 1-q^(n-1)/1-q

Posté par
alb12
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:11

non (1-q^n)/(1-q)

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:29

a oui c'est vrai donc:  (1-q^n)/(1-q) AN: 1-(1/2)^n/1-1/2 =1-(1/2)^n/(1/2)= (1/2^n)-1/(1/2) =               1/2[1^n -(1/1/2)]/ 1/2*1 = 1^n-1/2/1 = 1^n-1/2

j'espère que c'est bon!!!

Posté par
alb12
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:41

je trouve   \dfrac{(1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n})}{(1-\dfrac{1}{2})}=(2\cdot (1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n})

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:48

Donc la suite est majorée par 2 mais je ne comprend pas comment tu as fait pour trouver  2(1-(1/2)^n)

Posté par
alb12
re : suite factorielle 14-10-14 à 21:59

diviser par 1/2 c'est multiplier par ....
attention à ne pas oublier le premier 1 de la somme

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 22:02

J'ai trouver un résultat assez similaires: 1-(1/2)^n/1-1/2 =  1/1/2-(1/2)^n/1/2 = 1/2-[(1/2)^n*2/1] =2[1/2-(1/2)^n]

Posté par
SurfMath
re : suite factorielle 14-10-14 à 22:36

En tout cas je te remercie alb12 pour m'avoir aider à comprendre cet exercice



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