Convergence d'un produit
Bonjour à tous !
On a $(a_n)$ une suite positive telle que $\sum\limits_{n \geq 0} a_n = +\infty$ et $a_n \to 0$.
Montrer que $\prod\limits_{n \geq 0} (1-a_n) = 0 $.
Mon idée est de dire que $\sum\limits_{n \geq 0} a_n = +\infty$ implique $\frac{1}{n} = o(a_n)$ (mais je ne pense que que ce soit vrai).
Puis de dire que $\sum\limits_{n \geq 0} \ln(1-\frac{1}{n}) = -\infty$. D'où le résultat.
Merci beaucoup.
On a $(a_n)$ une suite positive telle que $\sum\limits_{n \geq 0} a_n = +\infty$ et $a_n \to 0$.
Montrer que $\prod\limits_{n \geq 0} (1-a_n) = 0 $.
Mon idée est de dire que $\sum\limits_{n \geq 0} a_n = +\infty$ implique $\frac{1}{n} = o(a_n)$ (mais je ne pense que que ce soit vrai).
Puis de dire que $\sum\limits_{n \geq 0} \ln(1-\frac{1}{n}) = -\infty$. D'où le résultat.
Merci beaucoup.
Réponses
-
La bonne question est : sais-tu tout prouver ?
Si oui c'est bon, sinon c'est pas bon. -
Je ne pense pas que mon raisonnement soit correct (en tout cas il est incomplet).
Je n'ai pas d'autre idée pour prouver le résultat... -
Pour le LaTeX sur le forum il suffit de mettre des formules entre deux dollars, comme dans un fichier .tex standard.
-
Oui merci je m'en suis rendu compte en regardant d'autres postes
-
Bonjour
$\frac{1}{n} = o(a_n)$ est fausse si tu prend $u_n={1\over n\ln n}$Le 😄 Farceur -
Merci.
Dans ce cas avez-vous une piste ? -
C'est aussi faux avec, tout bêtement, $(a_n)_n$ définie par $a_n=1/n$ :-).
Tu veux majorer $\ln(1-x)$ et tu espères retomber sur quelque chose qui ressemble à $x$ pour pouvoir utiliser ton hypothèse. -
On a $\ln(1-x) \leq -x$, ce qui appliqué en $a_n$ et en sommant donne bien $\sum_{n\geq 0} \ln(1-a_n) = -\infty$.
On n'a même pas besoin du faite que $a_n \to 0$ en fait.
Merci ! -
Voilà. Tu as tout de même des petits détails à régler : que se passe-t-il si certains des $a_n$ sont plus grand que $1$ ? Tu ne peux plus considérer $\ln(1-a_n)$.
-
Ah oui, mais du coup c'est là qu'on utilise $a_n \to 0$, au bout d'un moment les $a_n$ sont tous plus petit que 1.
Edit : en fait c'est une donnée de l'exercice, les $a_n$ sont plus petits que 1 apr hypothèse. -
OK :-).
-
Bonjour,
J'avais en tête d'utiliser les équivalents (termes de signe constant, éventuellement à partir d'un certain rang).
Lemme :
Si $a_n$ ~ $b_n$ et $a>0$ et $\sum a_n$ diverge (vers l'infini), alors $\sum b_n$ diverge (vers l'infini).
Cependant, la méthode décrite plus haut est juste et surtout moins "magique".
J'ai quand même posté ce message en me disant que démontrer ce lemme est un bon exercice sur le même thème et utilisant les mêmes méthodes (majorations).
Cordialement. -
Bonjour
Pour quoi ce lemme Dom?
Une série à termes positifs (APCR) divergente; diverge forcement vers $+\infty$
deux séries à termes positifs (APCR) équivalentes sont de même natureLe 😄 Farceur -
C'est cela. On dit bien la même chose.
Ces propriétés se démontrent de la même manière que l'exercice.
J'ai isolé celle de la divergence, et on peut l'appliquer en choisissant bien $a_n$ et $b_n$. -
Je suis d'accord, oui. Enfin non.
Si un seul des termes de $a$ vaut 1 et si les autres sont nuls, alors le produit est bien nul, et de limite nul mais la série converge.
Il suffit de préciser que |1 - $a$| ne s'annule pas ou bien que le produit converge vers 0 même en ôtant les premiers facteurs arbitrairement.
Cependant, je ne comprends pas "faire mieux", dans quel sens ? -
Bonjour
Salut Dom tu as raison il faut modifier en ( je pense)Soit $(a_n)$ une suite positive telle que $a_n \to
0$, alors il existe $N\in \N $
$\sum\limits_{n \geq N} a_n = +\infty$ equivalent à $\prod\limits_{n \geq N} (1-a_n) = 0$
Pour faire mieux Peut on par exemple espérer queSoit $(a_n)$ une suite dans l'intervalle $]0,1[$ à partir d'un rang $N$
alors peut on avoir
$\sum\limits_{n \geq N} a_n = +\infty$ equivalent à $\prod\limits_{n \geq N} (1-a_n) = 0$Le 😄 Farceur -
Le sens direct va bien en effet :
Si la suite tend vers 0, on a démontré que c'est bon.
Si elle ne tend pas vers 0, on écrit le produit en séparant les facteurs correspondant aux termes d'une sous-suite strictement supérieure à un $\epsilon$>0 et on majore le produit (complet) par une suite géométrique de raison 1 - $\epsilon$.
Pour la réciproque :
Si le produit tend vers 0.
Supposons que la série ne diverge pas vers l'infini. Alors elle converge et donc la suite tend vers 0.
On a déjà vu que si elle tend vers 0 alors la série diverge. Contradiction.
C'est bien vrai cette histoire ;-) -
Bonjour
Salut Dom;-) Peut on faire encore mieuxSoit $(v_n)$ une suite dans l'intervalle $]0,1[$ à partir d'un rang $N$
alors peut on avoir
$\sum\limits_{n \geq N} (1- v_n)$ C.V equivalent à $\prod\limits_{n \geq N} (v_n) \neq 0 $Le 😄 Farceur -
Avant toute chose :
1) Pourquoi avoir changé le rôle de la suite : $v_n = 1 - a_n$ ?
2) Il y a une ambiguïté dans "le produit n'est pas nul" : d'abord dire que ce produit converge...
C'est donc vrai car on a démontré : A équivalent à B donc ça démontre nonA équivalent à nonB. -
Bonjour
-le produit n'est pas nul signifie que le produit diverge vers $+\infty$ ou bien le produit converge vers un nombre non nul.
- Jai changé pour traduire le résultat dans des exemples
le cas d'une suite géométrique $v_n=a_0 a^n$ avec $a_0, a\in ]0,1[$
en faisant le calcul; on a $\prod\limits_{k=0}^n v_k=a_0^{n+1}\times a^{{n(n+1)\over 2}}$ qui tend vers 0
sans faire les calculs la série (1-v_n) diverge grossièrement donc ce produit égale à 0
( Je sais cet exemple n'est intéressant en aucun cas)
je pense tu peux nous trouver un exemple non traivial;-)Le 😄 Farceur -
Ok.
Cependant je disais qu'après quelques considérations, le dernier "peut-on faire mieux" n'est pas mieux que l'avant dernier, puisque c'est la même chose.
Cordialement. -
Bonjour
Ça dépend des goûts parler d'une CV au lieu d'une DVLe 😄 Farceur -
Ok j'avais vu dans "faire mieux" une propriete où on enlève des hypothèses de plus en plus et non une notion subjective.
Cela dit, bel exercice. -
Bonjour Domj'avais vu dans "faire mieux" une propriete où on enlève des hypothèses de plus en plus et non une notion subjective.
On y arrive ;-)
Version finale
1- Soit $(v_n)$ une suite dans l'intervalle $]0,1]$ à partir d'un rang $N$, alors$\sum\limits_{n \geq N} (1- v_n)$ C.V equivalent à $\prod\limits_{n \geq N} (v_n)$ CV
$\sum\limits_{n \geq N} (1- v_n)=+\infty$ equivalent à $\prod\limits_{n \geq N} (v_n)=0$
2- Soit $(v_n)$ une suite dans l'intervalle $[1,+\infty[$ à partir d'un rang $N$, alors$\sum\limits_{n \geq N} (1- v_n)$ C.V equivalent à $\prod\limits_{n \geq N} (v_n)$ CV
$\sum\limits_{n \geq N} (1- v_n)=-\infty$ equivalent à $\prod\limits_{n \geq N} (v_n)=+\infty$
$\prod\limits_{n \geq N} (v_n)$ converge à prendre ( comme la somme d'une série) dans le sens $\lim\limits_{n \uparrow +\infty}\prod\limits_{k= N}^n (v_k)$ existe et finie
Une preuve
Si $(v_n)$ une suite à termes strictement positifs à partir d'un rang $N$, alors $\prod\limits_{n \geq N} (v_n)$ est de meme nature que $\sum\limits_{n \geq N} \ln ( v_n)$ et en cas de convergence on a $\displaystyle {\prod\limits_{n \geq N} (v_n)= e^{(\sum\limits_{n \geq N} \ln v_n)}}$
Si $(v_n)$ ne tend pas vers 1 les séries $\sum\limits_{n \geq N} (1- v_n)$ et $\sum\limits_{n \geq N} \ln ( v_n)$ divergent grossièrement
Si $(v_n)$ tend vers 1; on a $\ln v_n \sim v_n -1$ et sont de signe constants dans les cas 1 et 2 donc les series $\sum\limits_{n \geq N} (1- v_n)$ et $\sum\limits_{n \geq N} \ln ( v_n)$ sont de meme natureLe 😄 Farceur -
Dit moi Dom si on peut améliorer l'exerciceLe 😄 Farceur
-
En ce qui concerne l'énoncé, oui : il faut préciser qu'aucun terme ne vaut 1 sinon ça devient faux.
-
Bonjour Dom
tu peux donner un contre exemple lorsque au moins un terme vaut 1Le 😄 Farceur -
Ha non. Il était plutôt tard, pardon.
-
Bonjour à tous et à toutes
Salut Dom
Il me semble qu'on peut encore ameliorer (on évite l’hypothèse de la positivité)
Si on remarque que $\forall x\neq 0$ on a $\ln |x|\leq |x-1|$ On peut énoncer le résultat suivantSoit $v_n$ une suite à termes non nuls à partir d'un certain rang N; alors
$\sum\limits_{n \geq N} |1- v_n|$ C.V implique $\prod\limits_{n \geq N} |v_n|$ CV
peut on encore creuser!!Le 😄 Farceur
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.1K Toutes les catégories
- 9 Collège/Lycée
- 21.9K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 53 Catégories et structures
- 1K Combinatoire et Graphes
- 11 Sciences des données
- 5K Concours et Examens
- 11 CultureMath
- 47 Enseignement à distance
- 2.9K Fondements et Logique
- 10.3K Géométrie
- 62 Géométrie différentielle
- 1.1K Histoire des Mathématiques
- 68 Informatique théorique
- 3.8K LaTeX
- 39K Les-mathématiques
- 3.5K Livres, articles, revues, (...)
- 2.7K Logiciels pour les mathématiques
- 24 Mathématiques et finance
- 312 Mathématiques et Physique
- 4.9K Mathématiques et Société
- 3.3K Pédagogie, enseignement, orientation
- 10K Probabilités, théorie de la mesure
- 773 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres