Programme de mathématiques PTSI · semestre 2
a) Convergence et divergence
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| Contenus | Capacités et commentaires |
|---|---|
Sommes partielles d’une série numérique. Convergence, divergence, somme. | La série est notée $\sum u_n$. En cas de convergence, sa somme est notée $\sum\limits_{n=0}^{+\infty}u_n$. |
Linéarité de la somme. | |
Le terme général d’une série convergente tend vers 0. Reste d’une série convergente. | Divergence grossière. |
Lien suite-série. | La suite $(u_n)$ et la série télescopique $\sum(u_{n+1}-u_n)$ sont de même nature. |
Séries géométriques : condition nécessaire et suffisante de convergence, somme. Relation $\mathrm{e}^z=\sum\limits_{n=0}^{+\infty}\dfrac{z^n}{n!}$ pour $z\in\mathbb{C}$. |
exo7 5696
Nature de la série de terme général \(u_n=\sin\left(\pi(2+\sqrt{3})^n\right)\).
exo7 5698
Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite de réels positifs. Trouver la nature de la série de terme général ...
exo7 5699
Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite de réels strictement positifs telle que la série de terme général ...
exo7 5700
Soit \(\alpha\in\Rr\). Nature de la série de terme général ...
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 ...
exo7 5702
Nature de la série de terme général \(u_n=\sum_{k=1}^{n-1}\frac{1}{(k(n-k))^\alpha}\).
exo7 5703
Convergence et somme éventuelle de la série de terme général
1) (**) ...
exo7 5705
Déterminer un équivalent simple de \(\frac{n!}{(a+1)(a+2)\ldots(a+n)}\) quand ...
exo7 5706
Nature de la série de terme général \(u_n=\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{(n+k)^p}\), ...
exo7 5707
Développement limité à l’ordre \(4\) de \(\sum_{k=n+1}^{+\infty}\frac{1}{k^2}\) q ...
exo7 5708
Partie principale quand \(n\) tend vers \(+\infty\) de
exo7 5709
Soit \(p\in\Nn^*\), calculer ...
exo7 5710
Calculer \(\sum_{n=0}^{+\infty}\frac{(-1)^n}{3n+1}\).
exo7 5711
Soient \((u_n)_{n\geqslant1}\) une suite réelle. Pour \(n\geqslant 1\), on pose ...
exo7 5712
Convergence et somme de la série de terme général \(u_n=\frac{\pi}{4}-\sum_{k=0}^{n}\frac{(-1)^k}{2k+1}\), ...
exo7 5734
Pour \(n\in\Nn^*\), soit ...
exo7 5741
Calculer \(\int_{0}^{+\infty}\frac{x}{\sh x}\;dx\) en écrivant cette intégrale comme somme d’une série.
exo7 5743
Montrer que pour \(x\) réel de \([0,1[\), ...
exo7 5745
Déterminer le rayon de convergence de la série entière proposée dans chacun des cas suivants :
exo7 5751
Pour \(n\in\Nn\), on pose \(W_n=\int_{0}^{\pi/2}\cos^nt\;dt\). Rayon de convergen ...
exo7 5752
Calculer \(\sum_{n=1}^{+\infty}\frac{1}{n}\cos\left(\frac{2n\pi}{3}\right)x^n\) pour ...
exo7 5754
Pour \(n\) entier naturel, on pose ...
exo7 5757
On pose \(a_0 = 1\) et \(b_0 = 0\) puis pour tout entier naturel ...
exo7 5759
Soient \((a_n)_{n\in\Nn}\) et \((b_n)_{n\in\Nn}\) deux suites de réels strictemen ...
exo7 5763
Soit \(I_n\) le nombre d’involutions de ...
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 ...
exo7 5868
Soit \(A\in\mathcal{M}_n(\Cc)\). Montrer qu’il existe \(p_0\in\Nn\) tel que ...
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 ...
exo7 6655
On se propose de calculer les sommes de séries convergentes pour \(0<t<2\pi\)
...
exo7 7544
Déterminer le rayon de convergence de la série \(\sum 2^{2n}z^{2n}\).
exo7 7567
Soit \(c\) un point de \(\Cc^-\).
exo7 840
Calculer : ...
exo7 841
Calculer : ...
exo7 844
Calculer les limites suivantes :
Identification des coefficients d'une série entière
On rappelle que, pour tout réel \(x\) tel que \(|x|<1\), ...
Loi géométrique
On répète indépendamment une même expérience de Bernoulli, dont la probabilité de succès à chaque essai est ...
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 ...
QCM — Séries à termes positifs
Pour chacune des affirmations suivantes, dire si elle est vraie ou fausse, en justifiant.
Rayon de convergence et calcul de somme
On considère la série entière à variable réelle \[S(x)=\displaystyle\sum_{n=0}^{+\infty}\frac{n+2}{n!}\,x^n.\] ...
Série de référence
Pour tout \(n \in \N\), on pose \(u_n = \frac{5}{4^n}\).
Série télescopique
Soit \(n\) un entier naturel tel que \(n\geq 2\).
Série télescopique
Soit un entier \(k \geq 1\).
Série télescopique cachée et équivalent
Pour tout entier \(n\geq 1\), on pose ...
Série télescopique et décomposition en éléments simples
On considère la série \[\sum_{n\geq 1}\frac{1}{(2n-1)(2n+1)}.\]
Séries : vrai ou faux
Vrai ou Faux ? Justifier.
Séries convergentes ou divergentes
Dire la série \(\sum u_n\) est convergente ou divergente pour les cas suivants :
Séries de même nature via un équivalent
Soit \(\sum u_n\) une série à termes positifs et soit ...
Séries divergentes
En examinant la limite du terme général, montrer que les séries suivantes divergent :
Séries à termes réels positifs
Étudier la convergence des séries \(\sum u_n\) suivantes:
Une mesure aberrante et le choix de la perte
On relève les cinq couples \[(x_i,y_i)=(0,0),(1,1),(2,2),(3,3),(4,12).\] On hésite entre les deux modèles ...