Variations autour de la série harmonique

1

Calculer ∑n=1k(ln⁡(n+1)−ln⁡(n))\displaystyle \sum_{n=1}^{k} \left(\ln(n+1)-\ln(n)\right) pour tout k≥1k \geq 1 et en déduire la nature de la série : ∑n≥1(ln⁡(n+1)−ln⁡(n))\displaystyle \sum_{n \geq 1} \left(\ln(n+1)-\ln(n)\right)

2

On admet que pour tout x≥0x \geq 0, ln⁡(1+x)≤x\ln(1+x)\leq x. Montrer que pour tout n∈N∗n \in \mathbb{N}^*, 0≤ln⁡(n+1)−ln⁡(n)≤1n0 \leq \ln(n+1)-\ln(n) \leq \frac{1}{n}.

3

En déduire que la série ∑n≥11n\sum\limits_{n \geq 1} \frac{1}{n} diverge.

Pour tout n≥1n \geq 1, on pose : un=(1n)1+1nu_n = \left(\frac{1}{n} \right)^{1+\frac{1}{n}}

4

Déterminer lim⁡n→+∞e−ln⁡(n)n\lim\limits_{n\to +\infty} e^{-\frac{\ln(n)}{n}}.

5

Démontrer que un∼n→+∞1nu_n \underset{n\to+\infty}\sim \frac{1}{n}.

6

La série ∑n≥1un\displaystyle \sum_{n \geq 1} u_n est-elle convergente ?

7

La série ∑n≥1unn110+110\displaystyle \sum\limits_{n \geq 1} \dfrac{u_n}{n^{\frac{1}{10}}+\frac{1}{10}} est-elle convergente ?

Exercice Hubl

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