Limites pour $n\to\infty$
dans Analyse
Bonjour, j'ai les limites suivantes
1) $\big(n\sin(\frac 1 n)\big)^{n^2}$
2) $(n^2)\big((n+1)^{1/n}-n^{1/n}\big)$
Je connais le calcul de limites avec Hôpital, et aussi avec $e^{\ln}$, mais je ne sais pas comment m'y prendre. Y a-t-il quelqu'un qui pourrait me donner des indices comment commencer avec ces calculs ? Merci.
1) $\big(n\sin(\frac 1 n)\big)^{n^2}$
2) $(n^2)\big((n+1)^{1/n}-n^{1/n}\big)$
Je connais le calcul de limites avec Hôpital, et aussi avec $e^{\ln}$, mais je ne sais pas comment m'y prendre. Y a-t-il quelqu'un qui pourrait me donner des indices comment commencer avec ces calculs ? Merci.
Réponses
-
Tu sembles chercher des limites de suites, disons $(u_n)$ et $(v_n)$, lorsque $n$ tend vers l'infini. Pour pouvoir utiliser la règle de L'Hôpital, il faut une fonction en un point fini. La suggestion serait donc de trouver deux fonctions $f$ et $g$ telles que $u_n=f\bigl(\frac1n\bigr)$ et
$v_n=g\bigl(\frac1n\bigr)$. Si tu montres que $f$ et $g$ ont des limites en $0$ (ou $0^+$), alors tu pourras en déduire que les suites ont ces mêmes limites. -
Merci beaucoup, je vais essayer ceci.
-
bonjour
le plus simple est d'utiliser un développement asymptotique pour chaque suite ;
$u_n = (n.sin\frac{1}{n})^{n^2}$ soit en prenant le logarithme népérien ($u_n$ est toujours positif)
$ln(u_n) = n^2.ln[n.sin\frac{1}{n}]$ soit
$lim[ln(u_n)] = lim[n^2ln(n(\frac{1}{n}- \frac{1}{6n^3})] = lim[n^2(-\frac{1}{6n^2})]= -\frac{1}{6}$
et donc $lim(u_n) = e^{-\frac{1}{6}}$
pour la seconde suite $v_n$ tu mets $n^{\frac{1}{n}}$ en facteur soit :
$v_n= n^2.n^{\frac{1}{n}}[(1+\frac{1}{n})^{\frac{1}{n}} - 1]$
or $\frac{1}{n}ln(1+\frac{1}{n})$ a même limite que $\frac{1}{n^2}$ et donc :
la limite de $v_n$ est celle de $n^2.n^{\frac{1}{n}}[e^{\frac{1}{n^2}} - 1]$
soit la limite de $n^{\frac{1}{n}}$ soit 1
$lim(v_n) = 1$
cordialement -
Jean Lismonde, tu as oublié de lire les contraintes : pas de développement limité ou asymptotique d'après ce message et celui-ci.
-
Pour la seconde limite, dont on note $(v_n)$ la suite, on a pour tout $n \geqslant 1$
$$v_n = n \int_n^{n+1} t^{1/n-1} \, \textrm{d}t.$$
Par encadrement de l'intégrale, il vient pour tout $n \geqslant 1$
$$n(n+1)^{1/n-1} \leqslant v_n \leqslant n^{1/n}.$$
Par passage à l'exponentielle, on a facilement $\displaystyle \lim_{n \to \infty} n^{1/n}=1$. Le membre de gauche peut se réécrire en
$$n^{1/n} \left( 1 + \tfrac{1}{n} \right)^{1/n-1} \geqslant n^{1/n} \, e^{1/n^2-1/n}$$
qui, lui aussi, tend vers $1$ lorsque $n \to \infty$. -
Bonjour,
Pour la seconde limite également : Pour tout entier $n\geq 1$, $n^2\bigl(n+1)^{\frac 1n}-n^{\frac 1n}\bigr)=n^{\frac 1n}f\bigl(\frac 1n\bigr)$ où $f$ est la fonction définie sur $\mathopen]0,+\infty\mathclose[$ par $$f(x)=\frac{\mathrm e^{x\ln(1+x)}-1}{x^2}=\frac{\mathrm e^{x\ln(1+x)}-\mathrm e^0}{x\ln(1+x)}\times \frac{\ln(1+x)-\ln(1)}{x}\xrightarrow[x\to 0]{}1$$ car : 1) a) $\lim_{x\to 0^+}x\ln(1+x)=0^+$ ; 1) b) $\exp$ dérivable en $0$, $\exp'(0)=1$ ; 2) $\ln$ dérivable en $1$, $\ln'(1)=1$.
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.
Bonjour!
Catégories
- 163.1K Toutes les catégories
- 7 Collège/Lycée
- 21.9K Algèbre
- 37.1K Analyse
- 6.2K Arithmétique
- 52 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
- 772 Shtam
- 4.2K Statistiques
- 3.7K Topologie
- 1.4K Vie du Forum et de ses membres