mathématiques (ECT 2e année) · Chapitre 3 · Exercice
Un télescopage à deux crans
Sommes et séries numériques · Convergence et somme d'une série · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Vérifier que pour tout entier , . En déduire la somme partielle , puis la nature et la somme de la série .
Corrigé
Ce qu'on montre. Le télescopage fonctionne encore avec un décalage de deux crans, mais il reste alors deux termes à chaque bout.
La décomposition. ; en divisant par on obtient l'égalité annoncée.
La somme partielle. Par linéarité, puis en posant dans la seconde somme (quand va de à , va de à ) : Les deux sommes partagent tous leurs termes d'indice à . Il reste, dans la première, et ; dans la seconde, et :
Contrôles. Pour : la somme vaut , et la formule . Pour : la somme vaut , et la formule .
La série. Quand , et tendent vers , donc . La série converge et .
Le point à retenir. Avec un décalage de crans, il reste termes au début et à la fin. Le bon réflexe n'est pas de « voir » les simplifications mais d'écrire le décalage d'indice, qui les rend visibles.
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