La condition de convergence, cas par cas
Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques appliquées (ECG 1re année), chapitre 9 — Étude élémentaire des séries · Séries géométriques
Énoncé
Pour quelles valeurs de la série converge-t-elle, et que vaut alors sa somme ? Traiter explicitement , et .
Corrigé
Le résultat du cours. La série géométrique converge si et seulement si , et sa somme vaut alors
Cas . Le terme général vaut pour tout ; il ne tend pas vers , donc la série diverge. On le voit aussi sur les sommes partielles : .
Cas . Le terme général vaut , qui n'a pas de limite : en particulier il ne tend pas vers , donc la série diverge. Les sommes partielles valent alternativement et — elles ne convergent pas.
Cas . Ici , donc : le terme général ne tend pas vers et la série diverge.
Ce que les trois cas illustrent. Dès que , le terme général ne tend pas vers , et la condition nécessaire de convergence du cours suffit à conclure à la divergence. La formule n'a donc aucun sens hors de : l'écrire pour donnerait , résultat manifestement absurde pour une somme de termes positifs.
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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.