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Programme de mathématiques MPSI, MP2I · semestre 2

Procédés sommatoires discrets

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257 exercices
Texte officiel du programme

L’étude des séries prolonge celle des suites et permet d’appliquer les techniques d’analyse asymptotique. Les objectifs majeurs en la matière portent sur les séries à termes positifs et la convergence absolue. L’étude de séries semi-convergentes est limitée aux exemples fournis par le théorème des séries alternées.

L’étude des familles sommables est menée dans un deuxième temps. On prolonge les calculs de sommes finies effectués en début d’année, en mettant en évidence un cadre permettant de sommer « en vrac » une famille infinie et procurant ainsi un grand confort de calcul. Dans le cas d’une famille positive, le calcul dans $[0, +\infty]$ se suffit à lui-même et contient l’étude de la sommabilité. Dans le cas d’une famille quelconque, il est préconisé de commencer par un calcul formel à justifier dans un second temps.

On se concentre sur la pratique, qui jouera un rôle important en deuxième année.

L2 Analyse Série entière solution

Calcul d'une somme de série entière

On considère la série entière de la variable réelle \(x\) : ...

L2 Analyse Série entière solution

Calcul d'une somme de série entière

En utilisant le résultat de la somme de la série entière \(\sum_{k=0}^{+\infty} x^k = \frac{1}{1-x}\), déterminer ...

L1 Analyse Série numérique solution

Calcul de sommes

On admet que \(\displaystyle e=\sum_{n=0}^{+\infty} \frac{1}{n!}\).

L1 Analyse Série numérique solution

Convergence de séries

La série \(\displaystyle \sum_{n \geq 0} \frac{3}{4^n}\) est-elle convergente ? si oui, calculer la somme de cette ...

L1 Analyse Série numérique solution

Critère de D'Alembert

On définit les deux suites suivantes pour tout \(n\) entier naturel non nul : ...

L2 Analyse Série entière solution

Domaine de convergence de séries sentières

On considère la série entière de la variable réelle \(x\) : ...

L2 Analyse Série entière solution

Domaine de convergence et somme d'une série sentière

On considère la série entière : $$S(x) = \sum_{n=0}^{+\infty} \frac{n}{n+2}x^n$$
  1. \question{ Vérifier que : $\forall n \in \N$, ...
L2 Analyse Série entière solution

Développements en série entière au voisinage de $0$

On considère les fonctions \[f(x)=\frac{1}{3+\frac{x}{2}} \qquad\text{et}\qquad g(x)=\frac{\ln(1+x)}{x}.\]

L2 Analyse Série entière

Etude d'une série entière

Soit la série entière d’une variable réelle définie par : ...

L1 Analyse Série numérique solution

Etude d'une série positive

Pour tout \(n \in \N^*\), on pose : ...

L1 Analyse Série numérique solution

Etude de diverses séries

Dans chacun des cas, dire si la série est absolument convergente, semi-convergente, divergente ou grossièrement divergente.

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 1293

Soit \(f\in C([1,\infty [,{\Rr}^{+})\) décroissante, on pose : ...

L3 Optimisation Fonction convexe

exo7 1735

Soit ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1930

Soient, pour \(n>0\), \(u_n=\displaystyle{\frac{n!e^n}{n^{n+\frac{1}{2}}}}\) e ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1931

Soit \(S= \displaystyle{\sum_{n=1}^{\infty}} \displaystyle{\frac{(-1)^{n-1}}{n^3}}\). Donner une valeur approchée ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1932

Etudier la série de terme général ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1933

Etudier les séries de termes généraux

L1 Analyse Série numérique

exo7 1934

Etudier les séries de termes généraux

L1 Analyse Série numérique

exo7 1935

Soit \((u_n)\) une suite de réels strictement positifs, on suppose que ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 1936

Déterminer la nature des séries de terme général: ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 1937

Étudier, suivant les valeurs de \(p \in \Nn\), la nature de la série de terme général ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 1938

Calculer les sommes des séries suivantes, en montrant leur convergence :

L1 Analyse Série numérique

exo7 1939

Soit \((u_n)\) une suite réelle positive et ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1940

Etudier les séries de termes généraux

L1 Analyse Série numérique

exo7 1941

Le but de cet exercice est de montrer la convergence de l’intégrale généralisée suivante ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1942

Soit \(u_n\) une suite décroissante à termes positifs. On suppose \((\sum u_n)\) ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1943

Soient \(\sum_{n \ge 0} u_n\), \(\sum_{n \ge 0} v_n\) deux séries à termes réels ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1944

En justifiant votre réponse, classer les dix séries \(\sum u_n\) suivantes en 4 catégories

  • GD: cel ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1945

On rappelle que la série harmonique alternée converge et a pour somme ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1946

Soit \(a>0\) fixé. Pour \(n\) entier positif ou nul on définit ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1947

Soit \(\alpha\) et \(\beta\) deux nombres réels ou complexes tels que ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 1948

Pour tout entier \(n>0\), soit \(u(n)=(-1)^n/n\) . Soit ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 1949

Soit \(0 < a < b\) et \((u_n)_{n\geq 0}\) défini par ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 2097

Soit \(\displaystyle I_{n} = \int_0^1 \frac{x^n}{1 + x}d x\).

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 2334

On définit \[F(x) = \int_0^x {\sin t\over t}\ dt\] et pour tout \(n \in \Nn\), o ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2656

Indiquer pour quelles valeurs de \(\alpha \in\R\) la série ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2719

En discutant éventuellement selon la valeur des paramètres réels \(\alpha\) et ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2720

Soit \((a_n)\) une suite de réels strictement positifs tels que, au voisinage de ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2721

Soit \((u_n)\) la suite définie par \(u_0 \in ]0,1[\) donné et ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2723

Soit \((a_n)\) un suite de réels strictement positifs telle que \(\sum a_n\) conv ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2724

Déterminer, en fonction des paramètres réels \(\alpha\), \(\beta\), la nature des ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2725

Justifier la convergence et calculer les sommes des séries suivantes ...

L1 Analyse Série numérique

exo7 2726

En comparant avec les intégrales de Wallis \[I_n = \int_0^{\pi /2} \cos^n t\,dt,\] déterminer la nature et calcul ...

L3 Analyse complexe Autre

exo7 2872

Pour quelles valeurs de \(p\) (réel) \(\prod_{k=1}^\infty (1 + k^{-p})\) converge ...

L3 Analyse complexe Autre

exo7 2877

On suppose \(\sum_{n\geq1} |u_n|^2 < \infty\). Montrer que les deux séries ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle solution

exo7 3282

A l’aide de décomposition en éléments simples, calculer :

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles

exo7 3958

Pour \(k\in\N\), \(k\ge 2\), appliquer le théorème des accroissements finis à ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4229

Soit \(f : {[0,1]} \to \R\) continue. Chercher ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 4289

Soit \(f : {[0,+\infty[} \to \R\) continue décroissante telle que ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 4312

Donnez un équivalent pour \(x\to+\infty\) de ...