Série des restes d'une série alternée
dans Analyse
Bonjour à tous.
Soit $\displaystyle\sum_{n\geq 0}(-1)^na_n$ une série alternée avec $(a_n)$ décroissante qui tend vers $0$. Le reste d'ordre $n$ s'écrit $$R_n=\displaystyle\sum_{k=n+1}^{+\infty}(-1)^ka_k=(-1)^{n+1}\underbrace{\sum_{k=n+1}^{+\infty}(-1)^{k+n+1}a_k}_{=b_n}
$$ La suite $(b_n)$ est positive et tend vers $0$. Il ne manque plus que la décroissance de $(b_n)$ pour dire que la série $\displaystyle\sum_{n\geq 0}R_n$ est alternée.
Ma question est : existe-t-il une telle suite $(a_n)$ pour laquelle la suite $(b_n)$ n'est pas décroissante ? Ça ne me parait pas clair car $b_{n+1}-b_n=-a_{n+1}+2a_{n+2}-2a_{n+3}+\dots$.
Merci !
Soit $\displaystyle\sum_{n\geq 0}(-1)^na_n$ une série alternée avec $(a_n)$ décroissante qui tend vers $0$. Le reste d'ordre $n$ s'écrit $$R_n=\displaystyle\sum_{k=n+1}^{+\infty}(-1)^ka_k=(-1)^{n+1}\underbrace{\sum_{k=n+1}^{+\infty}(-1)^{k+n+1}a_k}_{=b_n}
$$ La suite $(b_n)$ est positive et tend vers $0$. Il ne manque plus que la décroissance de $(b_n)$ pour dire que la série $\displaystyle\sum_{n\geq 0}R_n$ est alternée.
Ma question est : existe-t-il une telle suite $(a_n)$ pour laquelle la suite $(b_n)$ n'est pas décroissante ? Ça ne me parait pas clair car $b_{n+1}-b_n=-a_{n+1}+2a_{n+2}-2a_{n+3}+\dots$.
Merci !
Réponses
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Le 😄 Farceur
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Merci Gebrane mais sur les entiers j'ai l'impression que ça décroit ?
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Le tracé en bleu oscille pour n>0
Il faut un autre tracé plus précis ( Math Coss :-)Le 😄 Farceur -
Bonjour,
Je propose le contre-exemple suivant :
Si $a_1=a_2=a_3=1$, et $a_n=0$ pour $n\ge4$, on a $b_0=1$, $b_1=0$ et $b_2=1$. -
Merci Marsup pour ton contre-exemple qui fonctionne. Peut-on imaginer un contre-exemple où la suite $(b_n)$ ne serait pas décroissante à partir d'un certain rang ?
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Oui, je pense que la construction suivante satisfait ce que tu veux.
Soit $(u_n)$ décroissante vers 0. (par exemple $u_n = \frac{1}{n+1}$)
Soit maintenant la suite $a$ définie $a_{2n+1}=a_{2n+2}=u_n$.
Alors un terme sur deux de la suite $(b_n)$ est nul. -
D'ailleurs une remarque-question.
Soient $(u_n)$ et $(v_n)$ deux suites adjacentes :
$(u_n)$ croissante
$(v_n)$ décroissante
$\lim v_n-u_n = 0$
Existe-t-il une suite $(a_n)$ décroissant vers 0 telle que
les sommes partielles $S_n = \sum\limits_{k=0}^n (-1)^k \cdot a_k$
vérifient :
$$
\forall n\in\N, \qquad
S_{2n}=v_n, \qquad
S_{2n+1}=u_n
$$
(si $v_0\ge0$ ?) -
Merci Marsup pour ton contre-exemple et pour ta question.
Je pense que la réponse est oui pour ta question et que la suite $(a_n)$ est unique. En effet, si la suite $(a_n)$ existe alors on a $a_0=v_0$, $a_{2n+1}=v_n-u_n$ et $a_{2n+2}=v_{n+1}-u_n$ pour tout $n\in\mathbb{N}$. Et réciproquement cette suite $(a_n)$ convient. Sauf erreur...
Merci encore.
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Bonjour!
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