Flashcards : Séries réelles et critères de convergence (36 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 Sn=∑k=n0nukS_n=\sum_{k=n_0}^{n}u_k pour n≥n0n \geq n_0.

2Question

Quand une série est-elle dite convergente ?

Réponse

Quand la suite de ses sommes partielles converge vers une limite finie.

3Question

Comment s'exprime la somme d'une série convergente ?

Réponse

Elle est la limite des sommes partielles lim⁡n→+∞∑k=n0nuk\lim_{n\to+\infty}\sum_{k=n_0}^{n}u_k.

4Question

Quelle est la première étape pour calculer une série télescopique ?

Réponse

Réécrire son terme comme une différence.

5Question

Que fait-on après avoir développé la somme partielle d'une série télescopique ?

Réponse

On annule les termes intermédiaires.

6Question

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

Réponse

Calculer la limite des termes restants.

7Question

Quelle est la valeur de ∑k=1nln⁡(1+1k)\sum_{k=1}^{n}\ln\left(1+\frac{1}{k}\right) pour tout n≥1n\geq 1 ?

Réponse

ln⁡(n+1)\ln(n+1)

8Question

Que peut-on dire de la série ∑k=1∞ln⁡(1+1k)\sum_{k=1}^{\infty}\ln\left(1+\frac{1}{k}\right) ?

Réponse

Elle diverge vers +∞.

9Question

Modifier un nombre fini de termes change-t-il la nature d'une série ?

Réponse

Non, cela ne change pas la nature de la série.

10Question

Que se passe-t-il pour la somme d'une série si on modifie un nombre fini de ses termes ?

Réponse

La somme est modifiée de la somme finie correspondante.

11Question

Que vaut la somme d'une combinaison linéaire de deux séries convergentes ?

Réponse

Elle vaut λ∑un+μ∑vn\lambda\sum u_n + \mu\sum v_n.

12Question

Que peut-on dire du terme général d'une série convergente ?

Réponse

Il tend vers zéro.

13Question

La réciproque de "le terme général tend vers zéro" est-elle vraie ?

Réponse

Non, elle est fausse.

14Question

Pourquoi la série ∑k≥11k\sum_{k\ge1} \frac{1}{k} montre-t-elle que la réciproque est fausse ?

Réponse

Parce qu'elle diverge alors que 1/k→01/k \to 0.

15Question

Que vaut la série harmonique ∑k≥11k\sum_{k\ge1} \frac{1}{k} ?

Réponse

Elle diverge vers +∞.

16Question

Qu'impose une série à termes positifs sur ses termes u_n ?

Réponse

Chaque terme u_n est supérieur ou égal à zéro.

17Question

Comment évolue la suite des sommes partielles d'une série à termes positifs ?

Réponse

Elle est croissante.

18Question

Quand une série à termes positifs converge-t-elle ?

Réponse

Si sa suite de sommes partielles est majorée.

19Question

Quelle condition assure la convergence de ∑un\sum u_n si 0≤un≤vn0\le u_n\le v_n ?

Réponse

Si ∑vn\sum v_n converge et 0≤un≤vn0\le u_n\le v_n à partir d'un certain rang, alors ∑un\sum u_n converge.

20Question

Que signifie un∼vnu_n\sim v_n pour des suites positives ?

Réponse

Que unu_n et vnv_n ont le même comportement asymptotique à l'infini.

21Question

Quelle conséquence a un∼vnu_n\sim v_n sur la nature des séries ∑un\sum u_n et ∑vn\sum v_n ?

Réponse

Les deux séries sont de même nature.

22Question

Pourquoi la série ∑ln⁡(1+1/n)\sum \ln(1+1/n) diverge-t-elle ?

Réponse

Parce que ln⁡(1+1/n)∼1/n\ln(1+1/n)\sim 1/n et la série harmonique diverge.

23Question

Quelle est la nature de la série ∑k≥11/k2\sum_{k\ge1} 1/k^2 ?

Réponse

Elle converge.

24Question

Quelle inégalité est utilisée pour montrer la convergence de ∑1/k2\sum 1/k^2 ?

Réponse

Pour k≥2k\ge2, 0≤1/k2≤1/[k(k−1)]0\le 1/k^2 \le 1/[k(k-1)].

25Question

Pourquoi la série ∑1/[k(k−1)]\sum 1/[k(k-1)] converge-t-elle ?

Réponse

Parce qu'elle est télescopique et converge.

26Question

Qu'est-ce qu'une série géométrique ?

Réponse

Une série de la forme ∑n≥0qn\sum_{n\ge0}q^n avec q réel.

27Question

Quelle condition assure la convergence de ∑n≥0qn\sum_{n\ge0}q^n ?

Réponse

La série converge si et seulement si ∣q∣<1|q|<1.

28Question

Quelle est la somme de la série géométrique convergente ∑n≥0qn\sum_{n\ge0}q^n ?

Réponse

Sa somme vaut 11−q\frac{1}{1-q}.

29Question

Quelle formule donne la somme partielle ∑k=0nqk\sum_{k=0}^{n}q^k pour q≠1q \neq 1 ?

Réponse

∑k=0nqk=1−qn+11−q\sum_{k=0}^{n}q^k=\frac{1-q^{n+1}}{1-q}.

30Question

Qu'est-ce qu'une série géométrique dérivée d'ordre 1 ?

Réponse

C'est une série de la forme ∑n≥1nqn−1\sum_{n\ge1}nq^{n-1}.

31Question

Quelle est la somme de ∑n=1+∞nqn−1\sum_{n=1}^{+\infty}nq^{n-1} si ∣q∣<1|q|<1 ?

Réponse

La somme vaut 1(1−q)2\frac{1}{(1-q)^2}.

32Question

Qu'est-ce qu'une série exponentielle ?

Réponse

Une série de la forme ∑n≥0xnn!\sum_{n\ge0}\frac{x^n}{n!} avec x réel.

33Question

Que vaut la somme de la série exponentielle pour tout réel x ?

Réponse

Elle vaut exe^x.

34Question

La série exponentielle converge-t-elle pour tout réel x ?

Réponse

Oui, elle converge pour tout réel x.

35Question

Quand la série de Riemann ∑n≥11/nα\sum_{n\ge1}1/n^\alpha converge-t-elle ?

Réponse

Elle converge si et seulement si α>1\alpha > 1.

36Question

Pourquoi la série ∑n≥11/n3\sum_{n\ge1}1/n^3 converge-t-elle ?

Réponse

Parce qu'elle est comparée à la série convergente ∑n≥11/n2\sum_{n\ge1}1/n^2.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 22 questions sur Séries réelles et critères de convergence.

1. Quelle expression définit une série de terme général unu_n ?

2. À quelle condition une série est-elle dite convergente ?

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