Adloun

Une série géométrique à paramètre

Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques (ECT 2e année), chapitre 3 — Sommes et séries numériques · Séries géométriques

Énoncé

Soit un réel différent de . Pour quelles valeurs de la série converge-t-elle ? Donner alors sa somme.

Corrigé

Ce qu'on montre. Le critère de convergence d'une série géométrique se ramène ici à une inéquation avec des valeurs absolues.

La raison. La série est géométrique de raison , bien définie puisque . Elle converge si et seulement si , c'est-à-dire .

L'inéquation. Les deux membres sont positifs ou nuls, donc élever au carré est une équivalence : Le point délicat est là : on ne peut pas supprimer les valeurs absolues autrement, car les signes de et de ne sont pas connus.

Conclusion. La série converge si et seulement si , et

Contrôles. Pour la raison vaut et la somme , ce que donne . Pour la raison vaut : le terme général ne tend pas vers et la série diverge — la borne est bien exclue.

Le point à retenir. Une série géométrique n'a qu'une question : où est la raison ? Une fois identifiée, tout se joue sur .

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