Dérivation des fonctions numériques (2)

Exo 15

Commencez par chercher à résoudre l'exercice par vous-même.

Si vous manquez d'idée pour débuter, consultez l'indice fourni et recommencez à chercher.

Une solution détaillée vous est ensuite proposée.

On considère la série de terme général .

Question

Quelle est la nature de la série de terme général ?

Indice

Déterminez un équivalent de .

Solution

Remarque

car et .

Donc : . Mais : .

Donc la série est définie pour .

On pose : . Donc : .

Au voisinage de : . Donc : .

et au voisinage de 0 : .

Donc : . Donc : . Donc : .

Autre méthode

Donc les séries et sont de même nature.

Or la série de Riemann est divergente ( ).

Conclusion : La série est divergente.

Question

En déduire la limite de quand tend vers .

Indice

Etudiez la limite de .

Solution

car et .

Donc : , donc .

Et : . Donc : .

La série est divergente et à termes strictement négatifs.

Donc : . Donc : .

Conclusion : .

Question

Quelle est la nature de la série de terme général ?

Indice

Déterminez un équivalent de .

Solution

On pose : . Donc : .

Au voisinage de : . Donc : .

Donc : avec , donc : .

Or, au voisinage de : .

Donc : .

Et : . Donc : .

Donc : . Donc : .

Donc les séries et sont de même nature.

Or la série de Riemann est convergente ( ).

Conclusion : La série est convergente.

Question

En déduire la nature de la série de terme général .

Indice

Calculer la somme partielle d'ordre de la série .

Solution

Soit la somme de la série . Donc : .

Or : .

Donc : . Donc : .

Donc les séries et sont de même nature.

Or la série de Riemann est divergente ( ).

Conclusion : La série est divergente.

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