Convergence of Series and Limit of Sequences Practice Problems

Published on September 8, 2026

Calculus

Step-by-step solutions for convergence tests of various series including D'Alembert's ratio test and limit comparisons, alongside proving the limit of n*Un for decreasing positive sequences.

Question

Donner les résultats exercices

Answer

Voici la résolution détaillée des exercices présentés sur l’image.

Exercice 4

Énoncé : Soit une suite décroissante à termes positifs telle que la série converge. Montrer que .
Démonstration :
  1. Puisque la série converge, le reste de la série tend vers 0 :
  2. Comme la suite est décroissante, pour tout tel que , on a .
  3. On peut donc encadrer la somme par :
  4. Par le théorème du pincement, puisque et que la somme tend vers 0, on a :
  5. De même, on a (en utilisant un décalage d’indice ou en observant que est asymptotiquement lié à ). Plus rigoureusement, pour tout , n’est pas direct, mais on sait que .
  6. Comme quand , on en déduit :

Exercice 5

Énoncé : Déterminer la nature des séries suivantes.

Partie 1

  • Série :
    Utilisons la règle de d’Alembert : .
    . La série converge.
  • Série :
    quand . Donc .
    .
    Pour assez grand, est faux, mais croît beaucoup plus lentement que . Cependant, croît plus lentement que pour tout .
    En fait, . Comme , décroît plus lentement que . La série diverge.
  • Série :
    .
    On sait que . Donc .
    Par comparaison avec la série harmonique, la série diverge.

Partie 2

  • Série :
    Utilisons le développement limité quand .
    .
    La série diverge.
  • Série :
    .
    .
    Comme pour , la série diverge.
  • Série :
    On a qui décroît beaucoup plus vite que n’importe quelle puissance de .
    car .
    Par comparaison avec une série de Riemann , la série converge.