Suite très intéressante

najibifarid
Modifié (November 2021) dans Analyse

Bonsoir,

je cherche a résoudre cet exercice qui porte sur les suite mais je suis coincé sur La Q 2 j'ai eu l'idée d'étudier la monotonie de la suite ainsi utiliser le théorème de la limite monotone, en calculant un+1 /un je n'arrive pas à exprimer un+1 je sais que un= pi(2k-1)/pi(2k) .


Réponses

  • raoul.S
    Modifié (November 2021)

    Les premiers termes de la suite sont : $\dfrac{1}{2},\dfrac{1}{2}\dfrac{3}{4},\dfrac{1}{2}\dfrac{3}{4}\dfrac{5}{6}...$ ça m'a bien l'air décroissant 🤔, de plus la suite est minorée...

  • Pour voir comment s'exprime $u_{n+1}$ fais l'essai pour n=3 ou n=4.


    Cordialement.

  • Chaurien
    Modifié (November 2021)

    D'après raoul S, qui en a trop dit, la question 2 est résolue.

    Pour la question 3, regarde $\frac {v_n}{v_{n-1}}$ et peut-être le log de ce quotient.

  • Tu as eu l'idée de calculer u(n+1)/u(n).

    Bien. Et tu as trouvé une formule simple, normalement. Et donc tu as conclu, normalement.

    Donc la question est finie ?

    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • Et où est passé mon avatar ?

  • Quentino37
    Modifié (November 2021)

    Bonjour,

    $$\newline \frac{v_{n+1}}{v_{n}}=\frac{(n+2)(2n+1)^2}{(n+1)(2n+2)^2}=\frac{4n^{3}+12n^{2}+9n+2}{4n^{3}+12n^{2}+12n+4} \newline \forall x>0: 0<\frac{v_{n+1}}{v_{n}}<1 \newline v_{1}=1 \newline \forall n>1:0<\sqrt{v_{n}}<1 \newline u_{\infty}=\lim\limits_{n \to \infty} \Big(\frac{\sqrt{v_{n}}}{n+1}\Big)=0 $$

    Je suis donc je pense 
  • Non Quentino. 

    😕

    Le terme général de u(n) est de cette forme : Une fraction, avec au numérateur le produit de .... termes, et au dénominateur le produit de ... termes.

    U(n) = N(n)/D(n) , avec N(n) le numérateur, et D(n) le dénominateur.

    N(n+1)/N(n) = ?

    D(n+1)/D(n) = ?  etc etc

    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • Quentino37
    Modifié (November 2021)

    @lourran Je ne comprends mon le problème (de toute façon $u_n$ vaut 0 car $v_n$ converge.

    Sinon, en sachant que $u_{n}$ tend vers 0, on peut démontrer que $v_{\infty}={1\over\pi}$

    $$v_{n}=(n+1)\frac{1\times1\times3\times3\times5\times5\times...\times(2n-1)\times(2n-1)}{2\times2\times4\times4\times6\times6\times..\times2n\times2n}\newline 2v_{n}=\frac{1\times3\times3\times5\times5\times7\times...\times(2n-1)\times(2n+1)}{2\times2\times4\times4\times6\times6\times...\times2n\times2n}+u_{n}\newline 2v_{n}=\prod_{k=1}^{n}\Big(\frac{4k^2-1}{4k^2}\Big)+u_{n}\newline \lim\limits_{n \to \infty}(2v_{n}))=2v_{\infty}=\prod_{k=1}^{\infty}\Big(\frac{4k^2-1}{4k^2}\Big)\newline \sin(\pi z)=\pi z \prod_{k=1}^{\infty}\Big(1-\frac{z^2}{n^2}\Big)\newline \sin\Big({\pi\over2}\Big)={\pi\over2}\prod_{k=1}^{\infty}\Big(1-\frac{1}{4n^2}\Big)={\pi\over2}\prod_{k=1}^{\infty}\Big(\frac{4n^2-1}{4n^2}\Big)=1\newline {2\over\pi}=\prod_{k=1}^{\infty}\Big(\frac{4n^2-1}{4n^2}\Big)=2v_{\infty}\newline v_{\infty}={1\over\pi}$$

    Je suis donc je pense 
  • Chaurien
    Modifié (November 2021)

    Sans aller chercher le produit eulérien, on peut trouver élémentairement cette limite avec les intégrales de Wallis.

  • @Chaurien, C'est élémentaire le développement en produit du sinus.(En prenant les racines du "polynôme"  sin(x)/x)
    Je suis donc je pense 
  • lourrran
    Modifié (November 2021)

    $U_{n+1} = U_n \times ( 2n+1)/(2n+2)$

    Tu me dis, j'oublie. Tu m'enseignes, je me souviens. Tu m'impliques, j'apprends. Benjamin Franklin
  • @Quentino37 Non ce n'est pas « élémentaire » car ce « polynôme » n'est justement pas un polynôme. Il me semble avoir vu passer sur ce forum la « rigorisation » de cette démonstration, mais je ne sais plus où.  Les intégrales de Wallis, par contre, c'est vraiment élémentaire, on peut les traiter en Terminale si l'intégration par parties est au programme en ce moment.




  • Quentino37
    Modifié (November 2021)
    @Chaurien Ok! (c'est que c'est l'un des premiers trucs que j'ai découvert, en essayant de comprendre pourquoi z(2)=pi²/6 :)
    @lourran C'est-à-dire ?
    Je suis donc je pense 
  • marsup
    Modifié (November 2021)
    Bonjour,

    Dans Bourbaki, fonctions d'une variable réelle, on montre le développement Eulérien du sinus cardinal par passage à la limite $n=2m+1\to\infty$ dans la factorisation : 
    Cette factorisation est obtenue via la formule d'Euler $2i \sin(nz) = (e^{iz})^n - \frac{1}{(e^{iz})^n}$ en factorisant la fraction rationnelle $x^n - \frac{1}{x^n} = \frac{(x^{2})^n-1}{x^n}$.
  • MrJ
    MrJ
    Modifié (November 2021)
    Il y a une méthode passant par les séries de Fourier. On peut aussi utiliser une suite de polynômes et passer à la limite en utilisant le théorème de la double limite.
  • Bonjour

    la suite de terme général $u_n$ peut s'écrire : $u_n = \frac{2n!}{2^{2n}(n!)^2}$
    équivalent à $\frac{1}{\sqrt{n\pi}}$ en utilisant les applications des intégrales de Wallis

    la convergence vers 0 de la suite est donc celle de $\frac{1}{\sqrt{n\pi}}$

    quant à la suite $v_n$ elle admet un équivalent asymptotique soit $\frac{n+1}{n\pi}$
    et la suite de terme général $v_n$ converge vers $\frac{1}{\pi}$

    Cordialement
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