Flashcards : Séries numériques — 43 cartes

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1Question

Qu'est-ce qu'une série de terme général u_n ?

Réponse

C'est la suite des sommes partielles S_N = ∑_{n=n_0}^N u_n.

2Question

Quand une série ∑ u_n est-elle dite convergente ?

Réponse

Quand la suite de ses sommes partielles converge.

3Question

Comment définit-on la somme d'une série convergente ?

Réponse

C'est la limite des sommes partielles quand N tend vers l'infini.

4Question

Quelle valeur exacte donne la série de Bâle ?

Réponse

Elle vaut π²/6.

5Question

Quelle série est appelée série de Bâle ?

Réponse

La série ∑_{n=1}^{∞} 1/n².

6Question

Qui a étudié la série de Bâle en 1735 ?

Réponse

Euler dans le problème de Bâle.

7Question

Qu'impose la convergence d'une série sur son terme général ?

Réponse

Le terme général tend vers zéro.

8Question

Que montre l'exemple de la série harmonique sur la convergence ?

Réponse

Elle diverge malgré que son terme général tende vers zéro.

9Question

Que se passe-t-il si le terme général d'une série ne tend pas vers zéro ?

Réponse

La série diverge grossièrement.

10Question

Quelle est la formule de la somme de combinaisons linéaires de séries convergentes ?

Réponse

La somme est la combinaison linéaire des sommes des séries.

11Question

Quelle opération sur un nombre fini de termes change la nature d'une série ?

Réponse

Aucune opération sur un nombre fini de termes ne change la nature d'une série.

12Question

Qu'est-ce que le reste d'une série convergente d'ordre N ?

Réponse

C'est la différence entre la somme totale et la somme partielle d'ordre N.

13Question

Quelle limite vérifie le reste d'ordre N d'une série convergente ?

Réponse

Le reste d'ordre N tend vers zéro.

14Question

Quelle formule exprime la somme d'une série télescopique ?

Réponse

La somme est la limite de u_n moins u_{n_0} quand n tend vers l'infini.

15Question

Quelle condition est nécessaire pour appliquer la formule de la série télescopique ?

Réponse

La limite de u_n quand n tend vers l'infini doit exister.

16Question

Quelle est la première étape pour calculer une somme télescopique ?

Réponse

Développer les sommes partielles.

17Question

Que fait-on après avoir développé les sommes partielles dans une somme télescopique ?

Réponse

On supprime les termes qui se compensent.

18Question

Quelle est la dernière étape du calcul d'une somme télescopique ?

Réponse

Passer à la limite.

19Question

Quelle condition assure la convergence de la série géométrique \(\sum_{n=n_0}^{+\infty} z^n\) ?

Réponse

La série converge si et seulement si \(|z|<1\).

20Question

Quelle est la somme de la série géométrique \(\sum_{n=n_0}^{+\infty} z^n\) quand elle converge ?

Réponse

Sa somme vaut \(\frac{z^{n_0}}{1-z}\).

21Question

Quelle formule exprime la série exponentielle pour tout \(z\in\mathbb{C}\) ?

Réponse

\(\sum_{n=0}^{+\infty} \frac{z^n}{n!} = e^z\).

22Question

La série de Riemann \(\sum_{n=1}^{+\infty} \frac{1}{n^\alpha}\) converge sous quelle condition sur \(\alpha\) ?

Réponse

Elle converge si et seulement si \(\alpha > 1\).

23Question

Comment est définie la fonction zêta de Riemann pour \(\alpha > 1\) ?

Réponse

Par \(\zeta(\alpha) = \sum_{n=1}^{+\infty} \frac{1}{n^\alpha}\).

24Question

Quelle valeur spéciale prend la fonction zêta de Riemann en 2 ?

Réponse

\(\zeta(2) = \frac{\pi^2}{6}\).

25Question

Qu'impose la convergence d'une série à termes positifs sur ses sommes partielles ?

Réponse

Les sommes partielles sont croissantes et majorées.

26Question

Quelle condition sur unu_n et vnv_n garantit la convergence de extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) si extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) converge ?

Réponse

Si 0leunlevn0\\le u_n \\le v_n à partir d'un certain rang et extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) converge, alors extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) converge.

27Question

Que peut-on conclure si 0unvn0\le u_n\le v_n et extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) diverge ?

Réponse

Alors extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) diverge aussi.

28Question

Que signifie unvnu_n \sim v_n pour la nature des séries extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) et extstyleigl(extstyleigl)igr) extstyleigl( extstyleigl)igr) ?

Réponse

Elles ont la même nature si vnv_n est positive à partir d'un certain rang.

29Question

Qu'est-ce qu'une série absolument convergente ?

Réponse

Une série dont la série des valeurs absolues converge.

30Question

Quelle propriété relie convergence absolue et convergence simple ?

Réponse

Toute série absolument convergente est convergente.

31Question

Quelle condition sur unu_n et vnv_n assure la convergence absolue de sumun\\sum u_n ?

Réponse

Si un=O(vn)u_n=O(v_n) avec vn0v_n\ge0 et vn\sum v_n converge, alors un\sum u_n converge absolument.

32Question

Quelle condition suffit pour montrer la convergence d'une série par une série de Riemann ?

Réponse

Trouver α>1\alpha>1 tel que un=O(1/nα)u_n=O(1/n^\alpha).

33Question

Qu'est-ce qu'une série alternée ?

Réponse

Une série dont les termes changent de signe successivement.

34Question

Quelle condition assure la convergence d'une série alternée ?

Réponse

La suite des modules est décroissante et tend vers zéro.

35Question

Quel est le signe de la somme d'une série alternée selon le critère ?

Réponse

Le signe du premier terme.

36Question

Quelle inégalité vérifie la somme d'une série alternée ?

Réponse

La somme est inférieure ou égale au module du premier terme considéré.

37Question

Quelle inégalité vérifie le reste d'une série alternée ?

Réponse

Le reste est inférieur ou égal au module du terme suivant.

38Question

Quel est le signe du reste d'une série alternée ?

Réponse

Le même que celui de son premier terme.

39Question

Quelle condition doit remplir f pour la comparaison série-intégrale ?

Réponse

f doit être continue, positive et décroissante sur [n₀,+∞[.

40Question

Quelle relation existe entre la série Σf(n) et l'intégrale ∫f(t)dt selon la comparaison série-intégrale ?

Réponse

Elles ont la même nature (convergence ou divergence).

41Question

Comment obtient-on la comparaison série-intégrale ?

Réponse

En encadrant chaque intégrale sur [k,k+1] entre f(k+1) et f(k) puis en sommant.

42Question

Quand la limite de ∫(1/t^α) dt de t₀ à x est-elle finie ?

Réponse

Si et seulement si α > 1.

43Question

Que dit le critère de Riemann sur la série Σ1/n^α ?

Réponse

Elle converge si et seulement si α > 1.

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1. Qu’est-ce qu’une série de terme général \(u_n\) ?

2. Quand dit-on que la série \(\sum u_n\) converge ?

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