Équivalent suite

Bonjour

$u_{n}>0$ décroissante , $S_{n}=\sum_{k=1}^{n}u_{k}$

$S_{n} \sim n^{b}$ avec $0<b<1$

Donner un équivalent de $u_{n}$

Merci

Réponses

  • $$u_n = S_n - S_{n-1}$$ pour $n \geq 1$.
  • Soit $0<\lambda<1$. On a par décroissante de la suite $$S_{n}-S_{\lambda n}=n^{b}(1-\lambda^{b})+o(n^{b}).$$
    D'où l'on tire par décroissance de $u$ que $$u_{n}n(1-\lambda)\leq n^{b}(1-\lambda^b)+o(n^{b}) \mbox{ et } u_{\lambda n}(1-\lambda) n \geq n^{b}(1-\lambda^{b})+o(n^{b}).$$
    En divisant par $n^{b},$ il vient que $$\frac{u_{n}}{n^{b-1}}\leq \frac{1-\lambda^{b}}{1-\lambda}+o(\frac{1}{1-\lambda}) \mbox{ et } \frac{u_{\lambda n}}{(\lambda n)^{b-1}}\geq \frac{1}{\lambda^{b-1}}\times \frac{1-\lambda^{b}}{1-\lambda}+o(\frac{1}{(1-\lambda)\lambda^{b-1}}).$$
    En prenant les limites Sup et Inf, il vient $$ \limsup \frac{u_{n}}{n^{b-1}} \leq \frac{1-\lambda^{b}}{1-\lambda} \mbox{ et } \liminf \frac{u_{n}}{n^{b-1}} \geq \frac{1}{\lambda^{b-1}}\times \frac{1-\lambda^{b}}{1-\lambda}.$$
    D'où en prenant la limite lorsque $\lambda$ tend vers $1$ $$u_{n}\sim bn^{b-1}.$$
  • On dérive, quoi ;-)
  • Exactement... C'est l'analogue discret du fait que l'on peut dériver les équivalents de fonction concave (ici) ou convexe (sous certaines conditions minimes)
  • C'est quoi $S_{\lambda n}$ ?
  • Pour $n>N$, tu peux écrire $S_{n}-S_{N}$ et écrire $\lambda=\frac{N}{n}$ si tu préfères....
  • Oui mais dans ce cas je ne vois pas trop comment on peut faire $\lambda \to 1$.
  • en choisissant $N=\lfloor \lambda n \rfloor$ par exemple, non?
  • Je pensais (mais je ne l'ai pas écrit ) à $S_{x}=\sum_{k\leq x} u_{k}$... ce n'est pas très difficile alors de montrer par encadrement que $S_{x}\sim_{+\infty} x^{b}.$
  • Bon ok plus proprement... Désolé pour la pseudo redite...

    Soit $0<\lambda<1$. On a pour $n\gg 1,$ $$S_{n}-S_{\lfloor \lambda n \rfloor-1}=n^{b}-{(\lfloor \lambda n \rfloor-1)}^{b}+o(n^{b}).$$
    D'où l'on tire par décroissance de $u$ que $$u_{n}(n-\lfloor \lambda n \rfloor+1) \leq n^{b}-{(\lfloor \lambda n \rfloor-1)}^{b}+o(n^{b}) \mbox{ et } u_{\lfloor \lambda n \rfloor }(n-\lfloor \lambda n \rfloor+1) \geq n^{b}-{(\lfloor \lambda n \rfloor-1)}^{b}+o(n^{b}).$$
    En divisant par $n^{b},$ puis en prenant respectivement les limites sup et inf des expression précédentes, il vient $$ \limsup \frac{u_{n}}{n^{b-1}} \leq \frac{1-\lambda^{b}}{1-\lambda} \mbox{ et } \liminf \frac{u_{n}}{n^{b-1}} \geq \frac{1}{\lambda^{b-1}}\times \frac{1-\lambda^{b}}{1-\lambda}.$$
    D'où en prenant la limite lorsque $\lambda$ tend vers $1$ $$u_{n}\sim bn^{b-1}.$$
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