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Programme de mathématiques BCPST, seconde année

Analyse 1 – Séries réelles

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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 Série numérique solution

Séries de même nature via un équivalent

Soit \(\sum u_n\) une série à termes positifs et soit ...

L1 Analyse Série numérique solution

Séries de signe non constant

Quelle est la nature de la série \(\displaystyle\sum_{n\geq 1} \frac{(-1)^n}{n}\) ?

L1 Analyse Série numérique solution

Séries divergentes

En examinant la limite du terme général, montrer que les séries suivantes divergent :

L1 Analyse Série numérique solution

Séries à termes réels positifs

Étudier la convergence des séries \(\sum u_n\) suivantes:

L1 Analyse Série numérique solution

Variations autour de la série harmonique

Calculer \(\displaystyle \sum_{n=1}^{k} \left(\ln(n+1)-\ln(n)\right)\) pour tout ...

L1 Analyse Série numérique solution

Vrai ou faux ?

Répondre par vrai ou faux. Aucune justification n’est demandée mais une mauvaise réponse entraîne une pénalité de points.

L1 Analyse Série numérique solution

Étude d'une suite récurrente et de son équivalent

Soit \(a\) un réel strictement positif et \(u_1\) un réel strictement positif. On ...

L1 Analyse Série numérique solution

Étude d'une série à termes positifs

Soit la suite \((u_n)\) définie par : ...

L1 Analyse Série numérique solution

Étude de la nature d'une série

Prouver qu’un équivalent de \(e^{x^2}-\cos(x)\) au voisinage de \(0\) est ...

L1 Analyse Série numérique solution

Étude de séries numériques (1)

Dans chacun des cas, dire si la série de terme général \(u_n\) est absolument convergente, semi-convergente, diver ...

L1 Analyse Série numérique solution

Étude de séries numériques (2)

Dans chacun des cas, dire si la série de terme général \(u_n\) est absolument convergente, semi-convergente, diver ...

L1 Analyse Série numérique solution

Étude de séries à termes positifs

Pour chacune des séries suivantes, déterminer si elle converge ou diverge.

L1 Analyse Série numérique solution

Étude d’une famille de séries à l’aide d’une rationalisation

Pour tout \(\beta\in\mathbb{R}\), on considère la suite définie pour tout ...