mathématiques (ECT 2e année) · Chapitre 3 · Exercice
Deux géométriques dans une seule série
Sommes et séries numériques · Séries géométriques · niveau 2
Énoncé
1. Étudier la nature de et, en cas de convergence, donner sa somme.
2. Calculer .
Corrigé
Ce qu'on montre. Une somme de deux termes géométriques se traite en coupant la somme partielle, qui est finie, jamais la somme infinie.
1. La décomposition. . La linéarité des sommes finies donne Les deux raisons sont dans , donc chaque somme partielle converge ; , somme de deux suites convergentes, converge aussi.
La somme. Les quatre premiers termes valent déjà : le résultat est plausible.
2. Une somme qui ne commence pas à zéro. On factorise le premier terme, :
Contrôle par soustraction. La somme complète vaut ; en retirant les termes et , soit , il reste .
Le point à retenir. On ne coupe une série en deux qu'après avoir vérifié que chaque morceau converge. Le bon geste est de couper la somme partielle, puis de passer à la limite.