Parcourir les exercices

Programme de mathématiques BCPST, seconde année

Analyse 1 – Séries réelles

Rechercher dans cette partie du programme
213 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Sommes partielles, convergence d’une série, somme d’une série convergente.
La série est notée $\sum\limits_{n\geq n_0} u_n$ ou plus succinctement $\sum u_n$. En cas de convergence, la somme de la série est notée $\sum\limits_{n=n_0}^{+\infty} u_n$.
La terminologie de « famille sommable » n’est pas donnée.
La notion de reste d’une série est hors programme.
Combinaison linéaire de séries convergentes.
Thèorèmes de convergence pour deux séries à termes positifs $u_n$ et $v_n$ :
• théorème de comparaison si $u_n\leq v_n$ à partir d’un certain rang,
Tout autre critère de convergence est hors programme.
• si $u_n\sim v_n$, alors les séries $\sum u_n$ et $\sum v_n$ sont de même nature.
Les résultats relatifs aux restes et sommes partielles sont hors programme.
Convergence et somme de la série géométrique $\sum\limits_{n\geq 0} q^n$ (pour $\lvert q\rvert<1$) et des séries « dérivées » $\sum\limits_{n\geq 1} nq^{n-1}$ et $\sum\limits_{n\geq 2} n(n-1)q^{n-2}$.
Convergence et somme de la série exponentielle $\sum\limits_{n\geq 0}\dfrac{x^n}{n!}$.
Résultat admis.
Convergence de $\sum\limits_{n\geq 1}\dfrac{1}{n^2}$ et divergence de $\sum\limits_{n\geq 1}\dfrac{1}{n}$.
L’étude générale des séries de Riemann est hors programme.
Convergence absolue.
La convergence absolue est présentée comme une condition suffisante pour obtenir la convergence de la série.
En vue des applications probabilistes, on admet que la valeur de la somme d’une série absolument convergente ne dépend pas de l’ordre d’énumération de ses termes.
L’étude de séries semi-convergentes est hors programme.
L1 Analyse Suite

exo7 535

Un ivrogne part à un instant donné d’un point donné. À chaque seconde, il fait un pas dans une direction inconnue (et qui peut changer de façon arb ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5688

Nature de la série de terme général

...
L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5689

Nature de la série de terme général

1) (***) \(\sqrt[4]{n^4+2n^2}-\sqrt[3]{P(n)}\) où ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5690

Nature de la série de terme général

1) (***) \(\sin\left(\frac{\pi n^2}{n+1}\right)\) ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5691

Calculer les sommes des séries suivantes après avoir vérifié leur convergence.

...
L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5692

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite décroissante de nombres réels strictement positifs telle que la série de terme ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5693

Soit \(\sigma\) une injection de \(\Nn^*\) dans lui-même. Montrer que la série de ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5694

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite de réels strictement positifs. Montrer que les séries de termes généraux ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5695

Trouver un développement limité à l’ordre \(4\) quand \(n\) tend vers l’infini de ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5696

Nature de la série de terme général \(u_n=\sin\left(\pi(2+\sqrt{3})^n\right)\).

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5697

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite positive telle que la série de terme général ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5698

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite de réels positifs. Trouver la nature de la série de terme général ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5699

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite de réels strictement positifs telle que la série de terme général ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5701

On sait que \(1-\frac{1}{2}+\frac{1}{3}-\frac{1}{4}+\ldots=\ln2\).

A partir de la série précédente, on cons ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5702

Nature de la série de terme général \(u_n=\sum_{k=1}^{n-1}\frac{1}{(k(n-k))^\alpha}\).

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5703

Convergence et somme éventuelle de la série de terme général

1) (**) ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5704

Nature de la série de terme général \(u_n=\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{(n+k)^p}\), ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5706

Nature de la série de terme général \(u_n=\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{(n+k)^p}\), ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5709

Soit \(p\in\Nn^*\), calculer ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5710

Calculer \(\sum_{n=0}^{+\infty}\frac{(-1)^n}{3n+1}\).

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5711

Soient \((u_n)_{n\geqslant1}\) une suite réelle. Pour \(n\geqslant 1\), on pose ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5712

Convergence et somme de la série de terme général \(u_n=\frac{\pi}{4}-\sum_{k=0}^{n}\frac{(-1)^k}{2k+1}\), ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5731

Soit \(f(x) =\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{(-1)^{n-1}}{\ln(nx)}\).

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5733

Montrer que pour tout réel \(a > 0\), ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5735

Pour \(n\in\Nn^*\) et \(t\in\Rr\), soit ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5740

Montrer que ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5741

Calculer \(\int_{0}^{+\infty}\frac{x}{\sh x}\;dx\) en écrivant cette intégrale comme somme d’une série.

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5743

Montrer que pour \(x\) réel de \([0,1[\), ...

L2 Analyse Série entière solution

exo7 5749

Soient \(P_n =\sum_{k=0}^{n}\frac{X^k}{k!}\) et \(R > 0\) donné. Montrer que p ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5866

Soit \(A=\left( \begin{array}{cc} 4/3&-5/6\\ 5/3&-7/6 \end{array} \right)\). Convergence et somme de la sé ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5867

On munit \(\mathcal{M}_p(\Cc)\) d’une norme sous-multiplicative notée \(\|\;\|\). ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5868

Soit \(A\in\mathcal{M}_n(\Cc)\). Montrer qu’il existe \(p_0\in\Nn\) tel que ...

L2 Analyse Equation différentielle solution

exo7 5878

Déterminer le rayon de convergence puis calculer \(\sum_{n=0}^{+\infty}(-1)^{n-1} \frac{C_{2n}^n}{2n-1}x^n\) quand ...

L1 Analyse Suite

exo7 605

Étudier la convergence et calculer la limite éventuelle de la suite \((u_{n})_{n\in \Nn^{*}}\) définie par : ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7154

Soient \(A\) et \(B_0\) deux points et soit ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 726

Étant donné \(\alpha\) dans \(]0,1[\), montrer que pour tout entier naturel ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 819

Soit \(I_{n} = \int_0^1 \frac{x^n}{1 + x}dx\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 841

Calculer : ...

L1 Analyse Série numérique solution

Nature de séries

Pour chacune des séries ci-dessous, préciser si elle est absolument convergente, semi-convergente, grossièrement divergente ou divergente sans l’êt ...

L1 Analyse Série numérique solution

Nature de séries

Étudier la convergence des séries \(\sum\limits_{n \geq n_0} u_n\) suivantes et préciser la somme de la série quan ...

L2 Analyse Série entière solution

Rayon et domaine de convergence d'une série entière

On considère la série entière de la variable réelle \(x\) : ...

L1 Analyse Série numérique solution

Règle de Raabe-Duhamel

Soient \(\sum u_n\) et \(\sum v_n\) deux séries à termes réels strictement positi ...

L1 Analyse Série numérique solution

Série de référence

Pour tout \(n \in \N\), on pose \(u_n = \frac{5}{4^n}\).

L1 Analyse Série numérique solution

Série télescopique

Soit \(n\) un entier naturel tel que \(n\geq 2\).

L1 Analyse Série numérique solution

Série télescopique

Soit un entier \(k \geq 1\).

L1 Analyse Série numérique solution

Série télescopique cachée et équivalent

Pour tout entier \(n\geq 1\), on pose ...

L1 Analyse Série numérique solution

Série télescopique et décomposition en éléments simples

On considère la série \[\sum_{n\geq 1}\frac{1}{(2n-1)(2n+1)}.\]

L1 Analyse Série numérique

Séries : vrai ou faux

Vrai ou Faux ? Justifier.

L1 Analyse Série numérique solution

Séries convergentes ou divergentes

Dire la série \(\sum u_n\) est convergente ou divergente pour les cas suivants :

L1 Analyse Série numérique solution

Séries de Bertrand

Soient \(\alpha \in \R\) et \(\beta \in \R\) deux paramètres réels. On s’intéress ...