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neodole
08-12-2015 22:35:15

En fait, j'étais pas loin mais ce qui me manquait c'était de considérer qu'au voisinage de l'infini [tex](n+1)^\alpha[/tex] tendait vers [tex]n^\alpha[/tex] (la honte!!!!), ce qui permettait d'obtenir [tex]\frac{-\alpha}{n^{\alpha+1}}[/tex]

Pour ce qui est de déterminer la limite de [tex]\frac{1}{n^\beta}[/tex] avec [tex]\beta=1+\alpha[/tex], je te rassure je devrais pouvoir m'en sortir seul....

Un grand merci Fred. C'était fastidieux mais finalement j'ai compris, ce qui est pour moi le plus important. C'est tout de même pas facile tout ça.

Bonne soirée

Neodole

Fred
08-12-2015 21:56:52

Re-

  D'abord une remarque, tu n'as pas [tex]x_n=\frac{-\alpha}{n(n+1)^{\alpha}}[/tex], mais plutôt
[tex]x_n\sim_{n\to+\infty}\frac{-\alpha}{n(n+1)^{\alpha}}[/tex] (à condition que [tex]\alpha\neq 0[/tex], mais ce cas tu l'as éliminé dès le début. Et même plus simplement,
[tex]x_n\sim_{n\to+\infty}\frac{-\alpha}{n^{1+\alpha}}[/tex]

Avoir un équivalent suffit pour déterminer la limite de la suite [tex](x_n)[/tex]. Et là, je ne peux pas croire que tu ne sais pas étudier la suite [tex]\frac{1}{n^{1+\alpha}}[/tex]. Evidemment, le résultat va dépendre de [tex]\alpha[/tex], et notamment du signe de [tex]1+\alpha[/tex].

F.

neodole
08-12-2015 18:50:35

Merci beaucoup Fred pour ton aide.

J'obtiens ainsi:
[tex]xn=-\frac{\alpha}{n(n+1)^\alpha}[/tex]

Ce qui me permet de poser que:
[tex]\sum_{k>=2} Un\,=\,(1-\frac{1}{2^\alpha})-\frac{\alpha}{n(n+1)^\alpha}[/tex]

Je peux donc étudier:
1) Cas α=0: la série converge
[tex]\sum_{k>=2} Un\,=0[/tex]

2) Cas α=-1:la série converge aussi
[tex]\sum_{k>=2} Un\,=0[/tex]

3) Cas α≠{0,-1}:

Mais dans ce cas, comment faire? Si j'étudie la convergence quand n tend vers +∞ de Xn, le résultat dépendra forcement du signe de α.

Neodole

Fred
07-12-2015 22:48:34

Re-

  C'est beaucoup plus facile maintenant, car tu t'es ramené de l'étude d'une série à l'étude d'une suite.
Quand est-ce que la suite [tex]x_n=-\frac{1}{n^\alpha}+\frac 1{(n+1)^\alpha}[/tex] converge???
Pour cela, on commence par tout ramener au même dénominateur :
[tex]x_n=\frac{n^\alpha-(n+1)^{\alpha}}{n^\alpha (n+1)^\alpha}.[/tex]
Au numérateur, on factorise par [tex]n^\alpha[/tex] et il reste à faire le développement limité de
[tex]\left(1+\frac 1n\right)^\alpha[/tex]...

F.

neodole
07-12-2015 22:37:56

Bonsoir Fred,

Merci pour ta suggestion mais après avoir creuser la question en écrivant la somme, je n'aboutis pas à un résultat très concluant...mais bon j'ai peut-être un problème de logique ensuite.

[tex]\sum_{k=2}^5 Un= \sum_{k=2}^5 (\frac{1}{(n-1)^\alpha}+\frac{1}{(n+1)^\alpha}-\frac{2}{(n)^\alpha})[/tex]
[tex]\sum_{k=2}^5 Un= (1+\frac{1}{3^\alpha}-\frac{2}{2^\alpha})+(\frac{1}{2^\alpha}+\frac{1}{4^\alpha}-\frac{2}{3^\alpha})+(\frac{1}{3^\alpha}+\frac{1}{5^\alpha}-\frac{2}{4^\alpha})+(\frac{1}{4^\alpha}+\frac{1}{6^\alpha}-\frac{2}{5^\alpha})[/tex]
[tex]\sum_{k=2}^5 Un=1-\frac{1}{2^\alpha}-\frac{1}{5^\alpha}+\frac{1}{6^\alpha}[/tex]

Dans la logique des choses, je généralise pour n>=2.
[tex]\sum_{k>=2} Un=(1-\frac{1}{2^\alpha})-\frac{1}{n^\alpha}+\frac{1}{(n+1)^\alpha}[/tex]

Et ensuite.....je ne vois pas où ça me mène.

Si tu as une idée, je suis preneur car je bloque là encore....désolé mais c'est loin d'être simple pour moi.

Merci encore pour l'entraide c'est très sympa.

@+
Neodole

Fred
07-12-2015 08:20:45

Oui, j'ai une suggestion. Ecris la somme partielle de la série en écrivant tous les termes (avec des pointillés bien sûr) - au besoin, commence par calculer [tex]\sum_{n=2}^5 u_n[/tex]. Tu verras qu'il y a beaucoup de termes qui se simplifient!!!

F.

neodole
06-12-2015 23:25:50

Bonjour,

Je suis bloqué sur un exercice concernant l'étude de la convergence d'une série numérique dont le terme générale est, avec n>=2:
[tex]
Un=\frac{1}{(n-1)^\alpha}+\frac{1}{(n+1)^\alpha}-\frac{2}{(n)^\alpha}
[/tex]

Question:
Étudier la convergence de la série en distinguant les cas où α=0, α=-1 et α≠{0,-1}.

Pour les 2 premiers cas, je trouve que la suite Un est une suite stationnaire de terme constant nulle et j'en déduis donc que la série de terme générale Un converge vers 0. Pour le dernier cas, ça se complique. L'énoncé suggère d'utiliser les développements limités ainsi qu'un équivalent adéquat....

Pour ma part, je n'ai pas réussi à trouver comment passer par un DL. La série de terme général Un est une somme de 3 séries dont au premier coup d'oeil une de Rieman telle que:
[tex]
\sum_{n=2}^{+\infty} Un=\sum_{n=2}^{+\infty}\frac{1}{(n-1)^\alpha}+\sum_{n=2}^{+\infty}\frac{1}{(n+1)^\alpha}-2*\sum_{n=2}^{+\infty}\frac{1}{(n)^\alpha}
[/tex]
Ensuite, j'ai été tenté d'écrire:
[tex]
\sum_{n=2}^{+\infty} Un=\sum_{n=3}^{+\infty}\frac{1}{(n)^\alpha}+\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{1}{(n)^\alpha}-2*\sum_{n=2}^{+\infty}\frac{1}{(n)^\alpha}
[/tex]

Cela me permet de dire qu'il s'agit d'une somme de 3 séries de Rieman et que donc que la série de terme Un converge si et seulement si α>1 mais ça ne me convient pas et ça ne me permet pas de calculer d'en déterminer Sn (question suivante). En plus, c'est contradictoire avec la condition initiale de n>=2....

Auriez-vous une suggestion à me faire car je vais finir par ne plus avoir de cheveux?????

Merci d'avance

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