Série et inégalité

Réponses à toutes vos questions après le Bac (Fac, Prépa, etc.)
Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

Série et inégalité

par Vupen » 14 Jan 2014, 20:09

Bonsoir,

Dans le cadre d'un exercice, on se donne une suite positive telle qu'il existe deux constantes réelles a et b vérifiant



Je dois montrer que converge ssi a > 1. Pour cela, je dois utiliser une question précédente dont le résultat est la suivant :

Soit deux suites réelles positives vérifiant à partir d'un certaing rang :

Alors , si la série de terme générale converge il en est de meme pour la série de terme


Du coup, je dois trouver une suite vérifiant cette relation (avec mon définie plus haut). J'ai un peu du mal à extraire une inégalité à partir du DL

Merci d'avance.



adrien69
Membre Irrationnel
Messages: 1899
Enregistré le: 20 Déc 2012, 12:14

par adrien69 » 14 Jan 2014, 23:06

Salut !

En fait on appelle cette méthode la comparaison logarithmique tandis que le critère de Cauchy est appelé critère géométrique.

Pourquoi ?

Parce que si on a le critère de Cauchy u(n+1)/u(n) < a
ton v(n) sera tout trouvé, la suite v(n)=a^n marchera.

Maintenant avec le logarithmique.

u(n+1)/u(n)=1-a/n=(1+1/n)^(-a)=(1/n)^a/(1/(n+1))^a (il faut prendre mes égalités commes des à peu près, j'ai pas le courage de taper en LaTeX). Le "logarithmique" venant de la deuxième presque-égalité
Tu peux en déduire de quoi tu as besoin comme v(n) ? Et ensuite le prouver calmement ?

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 15 Jan 2014, 14:02

Merci pour ta réponse.

Si on pose , on vérifie que le critère logarithmique est bien vérifié et il reste à montrer que la série converge pour a > 1 (et du coup on aura la série convergente) ?

Mais le DL que j'ai, c'est le rapport u_(n+1)/u_n ... comment exploiter ce DL du coup ?

Merci.

adrien69
Membre Irrationnel
Messages: 1899
Enregistré le: 20 Déc 2012, 12:14

par adrien69 » 15 Jan 2014, 16:15

Raté ! Regarde bien ce que j'ai fait (qui est faux mais donne une idée), a priori il faut prendre v(n)=1/n^a. Essaie déjà ça. Si ça ne marche pas (je ne suis pas sûr que le choix soit optimal) essaie de comprendre pourquoi. Si tu ne comprends pas prends v(n)=1/n^b avec 1

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 15 Jan 2014, 16:29

Désolé, mais je ne saisis pas ... J'en fais quoi du v(n) ensuite ? :cry:

adrien69
Membre Irrationnel
Messages: 1899
Enregistré le: 20 Déc 2012, 12:14

par adrien69 » 15 Jan 2014, 17:21

T'utilises ton théorème ma poule !

Soit deux suites réelles positives vérifiant à partir d'un certaing rang :

Alors , si la série de terme générale v_n converge il en est de meme pour la série de terme u_n

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 15 Jan 2014, 17:58

Oui, je sais bien, ... Je dois étudier la convergence de la série v_n pour en déduire celle de u_n. Pour cela, je dois utiliser le DL de u_(n+1)/u_n, du coup je crée le rapport v(n+1)/v(n) et j'utilise le critère de d'Alembert ?

Si oui, avec , j'obtiens,



Et du coup,



Sauf que ça tend vers 1 et du coup, on ne peut rien dire ...

adrien69
Membre Irrationnel
Messages: 1899
Enregistré le: 20 Déc 2012, 12:14

par adrien69 » 15 Jan 2014, 18:13

Mais non ! Pourquoi tu poses ????

Je te l'ai dit, poses avec c strictement entre 1 et a.

Puis on calcule
Qui vaut



Et on développe pour voir ce que ça donne. Je te laisse la main.

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 15 Jan 2014, 18:29

D'accord. On trouve que la différence vaut


On a supposé a > 1 et on doit donc montrer qu'à partir d'un certain rang, cette différence est positive, et le conclusion s'en suivra. Sauf que la coeff de 1/n² n'est pas tout le temps positif et on a aucun lien entre a et c

adrien69
Membre Irrationnel
Messages: 1899
Enregistré le: 20 Déc 2012, 12:14

par adrien69 » 15 Jan 2014, 18:44

Pourquoi t'as échangé b et c ??? On va s'y perdre...

Le truc c'est que (je reprends les vraies notations)



, ça suffit pour conclure qu'à partir d'un certain rang tu as bien l'inégalité voulue.

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 15 Jan 2014, 18:55

J'a compris, merci.

D'ailleurs, j'ai un peu du mal avec les DL. Quand on veut comme ça déterminer "localement" (bon ici c'est plutot en +oo) le signe d'une fonction via son DL, pourquoi on ne prend pas en compte le o() ? Après tout, c'est une fonction qui rend vers 0 mais on ne sait rien de son signe, pourtant ça pourrait influer a priori sur les autres termes, ici en plus on a deux o() qui sont a priori des fonctions différentes

adrien69
Membre Irrationnel
Messages: 1899
Enregistré le: 20 Déc 2012, 12:14

par adrien69 » 15 Jan 2014, 19:03

Ce que veut dire o(), c'est précisément : "à partir d'un certain moment ça ne sert plus à rien de le considérer à côté des termes qui sont dans la parenthèse, donc on peut MENTALEMENT l'effacer si on a des termes plus forts avant".

Attention : un o(n) n'est pas une fonction qui tend vers 0.

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 15 Jan 2014, 19:06

Je vois, merci !

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 15 Jan 2014, 19:34

Ensuite, on nous demande d'étudier la convergence de u_n dans le cas où a = 1 en la comparant à una série de terme 1/(n+d) avec d réel bien choisi.

Je procède comme précédemment et j'arrive à

différence des rapports = d/n(n+d) + (1/(n+d)² -b/n²) + o(1/(n+d)²) = d/n(n+d) + o(1/n) + o(1/(n+d)²)

Sauf que si je prends d positif ou négatif, cela montre que la différence ne garde pas un signe constant à partir d'un certain rang et donc on ne peut conclure ?

adrien69
Membre Irrationnel
Messages: 1899
Enregistré le: 20 Déc 2012, 12:14

par adrien69 » 16 Jan 2014, 01:08

Vupen a écrit:Ensuite, on nous demande d'étudier la convergence de u_n dans le cas où a = 1 en la comparant à una série de terme 1/(n+d) avec d réel bien choisi.

Je procède comme précédemment et j'arrive à

différence des rapports = d/n(n+d) + (1/(n+d)² -b/n²) + o(1/(n+d)²) = d/n(n+d) + o(1/n) + o(1/(n+d)²)

Sauf que si je prends d positif ou négatif, cela montre que la différence ne garde pas un signe constant à partir d'un certain rang et donc on ne peut conclure ?

Ici il fallait garder le b je pense. D'ailleurs ton o(1/n) absorbe le premier terme et le dernier o ! C'est ça que veut dire négligeable !

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 16 Jan 2014, 01:47

Ok, on a alors :

diff = d/n(n+d) - b/n² + o(1/n)

Si je prends d = b, on a alors :

diff = - b²/n²(n+b) + o(1/n)

Du coup, la différence est négative à partir d'un certain rang ... comme la série 1/(n+b) diverge, il en est de meme pour u_n ...

Vupen
Membre Relatif
Messages: 124
Enregistré le: 14 Jan 2014, 20:06

par Vupen » 16 Jan 2014, 01:50

Encore merci

 

Retourner vers ✯✎ Supérieur

Qui est en ligne

Utilisateurs parcourant ce forum : Aucun utilisateur enregistré et 83 invités

Tu pars déja ?



Fais toi aider gratuitement sur Maths-forum !

Créé un compte en 1 minute et pose ta question dans le forum ;-)
Inscription gratuite

Identification

Pas encore inscrit ?

Ou identifiez-vous :

Inscription gratuite