Série alternée
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Série alternée



  1. #1
    invite652ff6ae

    Série alternée


    ------

    Bonjour, j'essaie de déterminer la nature de la série de terme général

    C'est une série alternée mais on ne peut pas lui appliquer le critère spécial...

    C'est le seul moyen que je connais pour étudier des séries alternées

    Si quelqu'un pouvait me donner une piste, merci !

    -----

  2. #2
    Tiky

    Re : Série alternée

    Bonsoir,

    Une petite transformation d'Abel torche la question :
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Sommation_par_parties

  3. #3
    invite371ae0af

    Re : Série alternée

    en utilisant le critère d'abel tu as:
    bn=cos(racn)/n et an=(-1)^n

    -1<=an<=1 et (bn) décroit, tend vers 0 et bn>=0

    donc la série converge

  4. #4
    Tiky

    Re : Série alternée

    369, ta série n'est pas alternée. Elle n'est pas décroissante (même en module) et n'est pas positive.
    Dernière modification par Tiky ; 10/07/2011 à 20h07.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    Tiky

    Re : Série alternée

    Je prends les notations de Wikipédia.
    Je pose et .

    On a avec l'inégalité des accroissements finis :


    La série est évidemment bornée par 1.

    On a

    La dernière série est absolument convergente. En effet

    Finalement est convergente. Au passage ce n'est pas une série alternée. Le cosinus change aussi de signe.

  7. #6
    invite652ff6ae

    Re : Série alternée

    Citation Envoyé par Tiky Voir le message
    Je prends les notations de Wikipédia.
    Je pose et .

    On a avec l'inégalité des accroissements finis :


    La série est évidemment bornée par 1.

    On a

    La dernière série est absolument convergente. En effet

    Finalement est convergente. Au passage ce n'est pas une série alternée. Le cosinus change aussi de signe.
    Merci

    Effectivement ce n'était même pas une série alternée, et je n'avais pas pensé à faire une transformation d'Abel...

  8. #7
    Tiky

    Re : Série alternée

    Tu peux aussi regarder la série . Est-elle convergente ? ^^

  9. #8
    invite371ae0af

    Re : Série alternée

    pourtant quand je fais le tracé de (bn) elle décroit et elle est positive

  10. #9
    invite652ff6ae

    Re : Série alternée

    Citation Envoyé par Tiky Voir le message
    Tu peux aussi regarder la série . Est-elle convergente ? ^^
    Cette fois-ci, la somme partielle des Bn n'est pas bornée... Enfin on peut essayer de prendre bn = cos (sqrt(n))

    J'arrive pas à voir si elle converge ou non...je pense pas.

  11. #10
    invite371ae0af

    Re : Série alternée

    ne tenez pas compte de mon message précédent désolé

  12. #11
    invite371ae0af

    Re : Série alternée

    comment as tu fais tiky pour trouver:


    je ne vois pas d'où viens le n^(3/2)

  13. #12
    Tiky

    Re : Série alternée

    J'ai utilisé l'inégalité des accroissements finis sur la fonction suivante :

    La dérivée est

    Or

    Donc

    Pour la série , je te donnerai la solution ce soir si tu n'as pas trouvé d'ici là.
    Petit précision ne semble pas être borné contrairement à

  14. #13
    invite652ff6ae

    Re : Série alternée

    On peut peut-être sommer par paquets ?

  15. #14
    Tiky

    Re : Série alternée

    J'ai essayé comme ça mais sans résultat. J'ai une erreur dans ma démonstration :/. Toutefois j'ai la conviction que la série converge.
    En fait si je parviens à montrer que est un , alors j'ai une démonstration complète. Maple semble confirmer cette conjecture mais je n'ai pas encore trouvé la preuve.

  16. #15
    Tiky

    Re : Série alternée

    En utilisant la conjecture précédente, on applique la transformation d'Abel avec et . On pose

    On a et

    Donc

    Or

  17. #16
    invitea07f6506

    Re : Série alternée

    Il me semble qu'en sommant par paquets, on arrive à une borne du type :



    borne qualitative qui de plus est optimale. Cependant, la démonstration que j'ai est relativement compliquée, et il ne serait pas étonnant qu'un erreur s'y soit glissée. Je la rédigerai proprement ce soir, quand j'en aurai le temps. L'idée de base est cependant très simple : estimer la différence entre la moyenne de la fonction cosinus sur un intervalle (bref, ) et la "somme de Riemann" obtenue en prenant la valeur en tous les points de la forme qui tombent dans cet intervalle. Il y a deux erreurs à prendre en compte : la première est due à la discrétisation, et la seconde à l'asymétrie ( et se rapprochent quand augmente). Cependant, en étant soigneux, on retombe sur ses pattes, et on peut même obtenir une borne explicite (quoique probablement assez mauvaise).

    De plus, la méthode marche pour une classe de fonctions plus générale (fonctions lipschitziennes de moyenne nulle sur le cercle, voire fonctions höldériennes de moyenne nulle si on peut se satisfaire d'un moins bon terme d'erreur), et doit pouvoir s'adapter à des fonctions plus générales que la fonction racine carrée.

  18. #17
    invitea07f6506

    Re : Série alternée

    Et donc, la preuve en question. Les erreurs sont probables.


    Proposition
    Soit une fonction -holdérienne pour un paramètre , et telle que . Soit . Soit . Alors :



    ~~~~~

    Démonstration

    Soit un entier. Notons le nombre d'entiers tels que appartienne à , et notons ces entiers. Posons de plus pour tout .

    Remarquons pour commencer que, pour tout entier strictement positif, à cause de la concavité de la fonction , on a et . On obtient donc les bornes suivantes :



    Par conséquent, on a aussi les bornes suivantes sur :



    Maintenant, on va approximer l'intégrale de f par une somme de Riemann. Pour commencer, remarquons que :



    De plus, on dispose aussi de la borne suivante :



    On calcule ensuite :



    On a donc :



    Au final, on obtient :



    En d'autres termes, pour tout tel que contienne un entier, on a :



    De plus, la somme totale des quand est entre deux entiers consécutifs et est d'au plus , ce qui finit cette démonstration.


    ~~~~~

    Dans le cas qui nous intéresse, on a , (le cosinus réel est lipschitzien), et , d'où :


  19. #18
    Tiky

    Re : Série alternée

    Bonjour,

    Effectivement la démonstration est très technique. J'ai plusieurs points que je ne comprends pas par ailleurs.

    1. Je ne comprends pas l'inégalité sur . Pour moi les , ce sont les entiers tels que . Je ne vois pas alors à quoi correspond le k à droite ou à gauche de l'inégalité ? Je crois que tu t'es trompé au début en disant que ce sont des entiers .

    2. Je ne vois pas comment tu passes de à .

    3. Tu dis que mais peut être plus grand que 2. Et donc peut être convexe. Non ?

  20. #19
    Tiky

    Re : Série alternée

    J'ai compris pour l'intégrale.

  21. #20
    invitea07f6506

    Re : Série alternée

    Donc il reste les points 1 et 2 à éclaircir.

    Point 1 : en fait, c'est l'inverse. Les sont les valeurs de la fonction qui tombent dans l'intervalle . Par exemple, si est le plus petit entier tel que , alors , puis (si ce nombre n'est pas plus grand que ), etc. Effectivement, je me suis planté en disant que ce sont des entier.


    Point 3 : c'est une authentique gaffe de ma part. Cependant, elle n'est pas rédhibitoire. Si , alors, la fonction étant convexe, on récupère :



    ce qui au final permet d'obtenir exactement la même majoration :


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