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Déterminer la nature de chacune des séries…

Application directe du cours · niveau 2 · mathématiques MPSI, chapitre 17 — Séries numériques et familles sommables · B. Séries à termes positifs

Énoncé

Déterminer la nature de chacune des séries

Corrigé

Stratégie : équivalent puis comparaison à une série de Riemann. Les trois termes généraux sont de la forme avec : on remplace par son équivalent en , ce qui fait apparaître la puissance de qui décide.

Préalable indispensable : le signe. Pour tout : Les trois séries sont à termes strictement positifs : le théorème des équivalents s'applique.

a) . De en , avec : Or diverge (Riemann ). Donc diverge.

b) . De en , avec : Or converge (Riemann ). Donc la série converge.

c) . De en : La série converge, pour la même raison.

⚠️ Le piège que ces trois exemples désamorcent. Dans les trois cas le terme général tend vers — et pourtant l'une des séries diverge. « » ne dit rien sur la nature d'une série : il faut la vitesse, c'est-à-dire l'exposant tel que . Ici dans le premier cas et dans les deux autres, et c'est le seul chiffre qui compte.

Contrôle numérique. À : , et la somme continue de croître comme (elle vaut à ) ; , contre à : stabilisée à près ; , contre à ✓.

Ce que l'exercice installe : le réflexe « équivalent, puis Riemann », qui règle à lui seul la grande majorité des séries à termes positifs — et l'obligation d'écrire le signe AVANT d'invoquer l'équivalent.

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Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.