CAPES EXTERNE. Partie I : Première approche de la constante d Euler



Documents pareils
Intégrales généralisées

Calculer comment se constituer un capitale ; Calculer comment rembourser une dette en effectuant des versements réguliers.

Intégrales dépendant d un paramètre

n 1 LES GRANDS THÈMES DE L ITB > 2009 Les intérêts simples et les intérêts composés ( ) C T D ( en mois)

Exercices de révision

Etude de la fonction ζ de Riemann

Baccalauréat S Asie 19 juin 2014 Corrigé

x +1 + ln. Donner la valeur exacte affichée par cet algorithme lorsque l utilisateur entre la valeur n =3.

Développement en Série de Fourier

S euls les flux de fonds (dépenses et recettes) définis s ent l investissement.

MTH 2301 Méthodes statistiques en ingénierie. MTH 2301 Méthodes statistiques en ingénierie

16.1 Convergence simple et convergence uniforme. une suite de fonctions de I dans R ou C.

Chapitre 3 : Fonctions d une variable réelle (1)

[ édité le 10 juillet 2014 Enoncés 1. Exercice 6 [ ] [correction] Si n est un entier 2, le rationnel H n =

Déroulement de l épreuve de mathématiques

Séries réelles ou complexes

Théorème de Poincaré - Formule de Green-Riemann

La spirale de Théodore bis, et la suite «somme=produit».

Exercice I ( non spé ) 1/ u 1 = u / Soit P la propriété : u n + 4. > 0 pour n 1. P est vraie au rang 1 car u 1

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Exo7. Déterminants. = 4(b + c)(c + a)(a + b). c + a c + b 2c Correction. b + a 2b b + c. Exercice 2 ** X a b c a X c b b c X a c b a X

Séries numériques. Chap. 02 : cours complet.

Tout ce qu il faut savoir en math

Suites et séries de fonctions

Chapitre 2 Le problème de l unicité des solutions

* très facile ** facile *** difficulté moyenne **** difficile ***** très difficile I : Incontournable

Liens entre fonction de transfert et représentations d'état d'un système (formes canoniques de la représentation d'état)

Intégration et probabilités ENS Paris, TD (20)13 Lois des grands nombres, théorème central limite. Corrigé :

ANNEXES...16 Notation...16 Rente financière certaine Mémo d Actuariat - Sophie /16

Processus et martingales en temps continu

Module 2 : Déterminant d une matrice

Convergences 2/2 - le théorème du point fixe - Page 1 sur 9

Limites des Suites numériques

. (b) Si (u n ) est une suite géométrique de raison q, q 1, on obtient : N N, S N = 1 qn+1. n+1 1 S N = 1 1

CHAPITRE 2 SÉRIES ENTIÈRES

Compression Compression par dictionnaires

LES ESCALIERS. Du niveau du rez-de-chaussée à celui de l'étage ou à celui du sous-sol.

Correction de l épreuve CCP 2001 PSI Maths 2 PREMIÈRE PARTIE ) (

20. Algorithmique & Mathématiques

BACCALAURÉAT PROFESSIONNEL SUJET

1 Mesure et intégrale

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

LICENCE DE MATHÉMATIQUES DEUXIÈME ANNÉE. Unité d enseignement LCMA 4U11 ANALYSE 3. Françoise GEANDIER

semestre 3 des Licences MISM annnée universitaire

Commun à tous les candidats

Commande par calculateur Introduction à la représentation d état

Chapitre 3: TESTS DE SPECIFICATION

«Trop de chats en refuge : Aidons-les!»

La rentabilité des investissements

Chapitre IV Les oscillations couplées «Les oscillations libres d un système à plusieurs degrés de liberté»

AVEC LE HORS NORMES, vous assurez nous aussi! E U R S. G i 2 A A H O R S E U R S. G i 2 A CGCA H O R S N O R M E N O R M E SOCIÉTÉS APRIL GROUP

SAV ET RÉPARATION. Savoir-faire.

Chapitre 11 : L inductance

Chapitre 7 : Intégration sur un intervalle quelconque

Centre de Récupération de SoftThinks

a g c d n d e s e s m b

ANALYSE NUMERIQUE NON-LINEAIRE

Université de Caen. Relativité générale. C. LONGUEMARE Applications version mars 2014

14 Chapitre 14. Théorème du point fixe

Licence M.A.S.S. Cours d Analyse S4

Cours de Mécanique du point matériel

Cours de Statistiques inférentielles

Trading de Volatilité

- copyright SACEM Allant q = 63 SOPRANO ALTO TENOR BARYTON BASSE Bar. Que tout le long mes pas me por - tent

Exemples de résolutions d équations différentielles

Les emprunts indivis. Administration Économique et Sociale. Mathématiques XA100M

l Agence Qui sommes nous?

Un exemple d étude de cas

Texte Ruine d une compagnie d assurance

Mathématiques I Section Architecture, EPFL

8.1 Généralités sur les fonctions de plusieurs variables réelles. f : R 2 R (x, y) 1 x 2 y 2

c dur Leçon 8 S c i e c v m C s c d f M a c u n S C r t V C o coton café classe carotte sac tricot Sa si ca la co lu cu ra ac cre

Différentiabilité ; Fonctions de plusieurs variables réelles

Sciences Industrielles Précision des systèmes asservis Papanicola Robert Lycée Jacques Amyot

A11 : La représentation chaînée (1ère partie)

Université Paris-Dauphine DUMI2E. UFR Mathématiques de la décision. Notes de cours. Analyse 2. Filippo SANTAMBROGIO

Cours d Analyse IV Suites et Séries de fonctions

FEUILLE D EXERCICES 17 - PROBABILITÉS SUR UN UNIVERS FINI

c. Calcul pour une évolution d une proportion entre deux années non consécutives

Elargissez l horizon de votre gestion.

ANNEXES. André de Palma et Cédric Fontan. Thema Transport & Réseaux. Le 26 octobre 2000

Exercice autour de densité, fonction de répatition, espérance et variance de variables quelconques.

MATHS FINANCIERES. Projet OMEGA

Cours3. Applications continues et homéomorphismes. 1 Rappel sur les images réciproques

L'important C'est la rose

Voyez la réponse à cette question dans ce chapitre.

capital en fin d'année 1 C 0 + T C 0 = C 0 (1 + T) = C 0 r en posant r = 1 + T 2 C 0 r + C 0 r T = C 0 r (1 + T) = C 0 r 2 3 C 0 r 3...

Comportement d'une suite

VILLE DE VILLEURBANNE CONSEIL MUNICIPAL 5 JUILLET ooo-

Processus géométrique généralisé et applications en fiabilité

Examen d informatique première session 2004

OM 1 Outils mathématiques : fonction de plusieurs variables

Mathématiques Financières : l essentiel Les 10 formules incontournables (Fin de période)

ANALYSE NUMERIQUE ET OPTIMISATION. Une introduction à la modélisation mathématique et à la simulation numérique

Les Nombres Parfaits.

Développements limités, équivalents et calculs de limites

STI2D Logique binaire SIN. L' Algèbre de BOOLE

Séquence 8. Probabilité : lois à densité. Sommaire

Enjeux et contraintes de la mutualisation des ressources pour les collectivités et les agents

Guide d utilisation pour W.access - Client

Transcription:

SESSION 2 CAPES EXTERNE MATHÉMATIQUES Prie I : Preière roche de l cose d Euler Soi N L focio es coiue e décroisse sur ],+ [ e doc sur [,+] Doc our ou réel de [,+], o + D rès l iéglié, o O e dédui que + + + + + d + d + N, + 2 Soi N S soe élescoique + + Aisi, our ou eier urel o ul, S e doc l suie S N es jorée D ure r, our N S + S + Doc l suie S N es croise E jorée r, cee suie coverge vers u réel oé γ Puisque N, S, r ssge à l liie qud ed vers +, o obie γ 3 Soi N E os x +, o obie + x dx + d d + Soi 2 Pour ou réel de [,], o < + + e doc l iégrle, o e dédui que 2 + 2+ + d + d 4 Soie e deux eiers urels els que > Alors S S our + 2, 2 obie + d + d + + Pr croissce de 2 2 + D rès l quesio récédee, + 2 E ddiio ebre à ebre ces ecdrees, o + + 2 S S + + + 2 +, soes élescoiques E fis edre vers + à fixé, o obie γ S

5 Pr suie, our, que li 2γ S ou ecoreγ S e doc N, 2+2 γ S 2 + 2γ S Coe li H l++s l+l + l+γ+ 2 +o 6 Soi D rès l quesio 4, 7 Soi γ S γ T < 2 + 2 ou efi γ S + γ +o 2, le héorèe des gedres ere d ffirer 2 +o Mie,S H l+ H l+γ+ 2 +o 2+2 γ T 2 Aisi, T 7 es ue vleur rochée de γ à 2 rès e doc e doc 2+2 γ T 2 2+2 2+ l+γ+ 2 +o 2+ < 2 + > 5 7 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 6 l8 γ < + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 6 l8+ 2 Ceci fouri ecore,575 < γ <,575+ 2 e doc,57 < γ <,59 ou ecore γ,58 à 2 rès Ce derier ecdree es s d liude 2 is fouri ue vleur rochée de γ à 2 rès Prie II : Deux reréseios iégrles de l cose d Euler L focio e e es coiue sur [,+ [ De lus, e + o 2 O e dédui que l iégrle e + e e e riculier, e e + e d es ue iégrle bsolue covergee e doc covergee e es coiue sur [,+ [ e égligeble e + dev 2 Pr suie, l iégrle e De êe, l focio e es ue iégrle bsolue covergee e doc covergee Mis lors l iégrle e e d b Qud ed vers r vleurs suérieures, e + 22 +o 2 2 +o Doc li + e d es ue iégrle covergee O e dédui que li 2 +e 2 +o e 2 + 2 +o d

c Aisi, l focio e e es coiue sur ],] e se rologe r coiuié e Pr suie, l iégrle e e d d es ue iégrle covergee Puisque les iégrles e e d d e e e d d so des iégrles covergees, e e d d es ue iégrle covergee 2 Soie x e deux réels sricee osiifs Les focios e e e b so coiues sur [x, ] Doc, chcue des iégrles roosées exise E os u ds l reière iégrle de sore que d du e v b ds l deuxièe iégrle, o obie u e e b e e b e u b d d d x x x x u du e v bx bx v dv e b e d d x b Soie e b deux réels els que < b e z u réel el que z > Alors < z bz Esuie, our ou réel de [z,bz], e bz e e z Pr croissce de l iégrle, o e dédui que b bz e bz z x b e bz e bz e z e bz l d d z z b c Qud x ed vers r vleurs suérieures, e bx l e e x l bx e b gedres ere d ffirer que li d l x + D ure r, our ou >, b li + e d d e l b b e coe b b ede vers l Le héorèe des d e z l li + e l Qud < b, e fis edrexversuisvers+ ds l églié de l quesio, o obie b l Cee églié rese vrie si > b e échge les rôles de e b e o doc oré que,b ],+ [ 2, e e b d l b b, o e dédui que e e b d 3 Ue reière reréseio iégrle de l cose d Euler Soi > O si que our ou réel q de l iervlle ],[, Soi N N N + e e + e q q e doc, uisque e ],[ ],[, e e + e N+ soe élescoique Mie, li N + e N+ cr > O e dédui que l série uérique de ere géérl e e +, N, coverge e que uis que + e e + e e + b Mis lors e + e e e e + e + e + e +2

c L focio e es deux fois dérivble sur R e s dérivée secode à svoir l focio e es osiive sur R Doc l focio e es covexe sur R Pr suie, so grhe es u-dessus de s gee e so oi d bscisse ou ecore R, e Si de lus >, o successivee e uis e rès divisio des deux ebres r le réel sricee osiif d Pour >, osos u e e e our > e N, osos u e + e + e +2 Chque focio u, N, es coiue r orceux sur ],+ [ De lus, d rès l quesio récédee, our N e >, u e + e Doc chque focio u, N, es osiive sur ],+ [ L série de focios de ere géérl u, N, coverge silee sur ],+ [ vers l focio u d rès l quesio 3b e l focio u es coiue r orceux sur ],+ [ Soi N u d e + e + e +2 d d +2 + l + d rès + + l quesio 2c Pr suie, our N, u d + S + D rès l rie I, l série uérique de ere géérl u d, N, coverge e our soe γ D rès le héorèe dis r l éocé e débu de deuxièe rie, o e dédui que l focio u es iégrble sur ], + [ e que γ u d u d γ e e d 4 Ue deuxièe reréseio iégrle de l cose d Euler Soi > O vu à l quesio II que l iégrle Mis lors, qud ed vers, l+ e d coverge De lus, e e e d [ l e ] + li + l e l e l e e e d l l e l e Doc li l+ d + e b Soi > D rès l quesio 3d, e γ+ d e e e e e e e d+ d+ d+ l +o e d e e e d e e c Pr suie, γ+l+ d e e d+ Puisque e e d coverge e, o e dédui que li e d rès l quesio, li l+ d e filee l+ + e d e e l+o o e d+ d e d D ure r,

e li γ+l+ + d d L focio e l es coiue sur ],+ [ e égligeble e + dev d rès u héorèe de croissces 2 corées Doc l focio e l es iégrble sur [,+ [ Qud ed vers r vleurs suérieures, e l l o ],] uisque 2 < e doc l focio e l es iégrble sur ],] Filee l focio e l es iégrble sur ],+ [ O si que l focio es iégrble sur Soie e A deux réels els que < < A Les deux focios e e l so de clsse C sur le sege [,A] O eu doc effecuer ue iégrio r ries e o obie A e l d [ e l ] A + A e A d e l e A e la+ d Qud A ed vers +, o obie e l+ e l d li + e Soi > γ+ e l d D rès l quesio c, li + e e l d e l + d e d Qud ed vers, o obie e γ+l+ d + e l d e e l d +e l l γ+l+ e d D rès l quesio d, li e l d e l + Efi, qud ed vers r vleurs suérieures, e doc li l l Filee, li γ+ +e + e d e l l e l l, γ e l d ou ecore e l d Prie III : Pour ue vleur rochée de l cose d Euler D rès l quesio II4, Doc, e d e e e d e e d l e D ure r, [ l l e ] l e li +l e e d l e e b D rès l quesio II3d e u vu de l covergece de chcue des iégrles cosidérées, γ e e d e e d+ e e d+ e e e d d e e d+ e e e e e d d e l e e e d d d rès l quesio récédee

γ e e d d 2 Pour ou eier, H!! O e dédui que l série eière de soe F u ro de! covergece ifii e e riculier F es défiie e dérivble sur R De lus, l dérivée de F s obie r dérivio ere à ere b Pour ou réel x >, Fx F x Fx+ H! x cr H e doc H! x c Soi x > D rès ce qui récède, x +! Fx+ x H + x! H + x! + x + +! Fx+ x x e x F x e x F x Fx e x x! Fx+ ex x Mie, l focio e es coiue sur ],x] e rologeble r coiuié e Cee focio es doc iégrble sur ],x] E iégr sur ],x], o obie Filee, x e d x e F d e x Fx e F e x Fx H e x Fx x >, Fx e x x e d 3 Soi x > γ+lx e e x Fx e d e x d d e x x + d e d e x Fx e x e + d+ d x x d e d d x >, γ+lx e x Fx e x d 4 Soi + Alors H + H! +!!! +! + + + e!h +!!!! } {{ } + +!!! + + +! cr < + e e 2π 2π 2π

γ+l e e F d e H! +e + H + e! d, e doc γ+l e H! e + H + e! e e + 2π d e + e d e e 2π 6 O red e riculier 3 e o obie our ou eier, 3 H γ+l e! 3 e 3 2 6π e e + 3 L chie fouri γ à rès 3 2 6π e 2 2 e 3 63 + e 2 2 < e doc e 2 63 H + e! + d e + H! 2 l2 es ue vleur rochée de Prie IV : L cose d Euler soe de l série de Vcc 9 Soi N v b Soi N v 2 2 + σ 2j 2j+ 2 2j<2 + 2 2j+<2 + 2 2 2 j 2 2j+ 2 j j2 j2 j2 2 2 + σ σ j h j2 h2 σ +σ h2 h 2 2 + σ + σ σ j2 2j σ σ c Soi N σ 2 + h h2 2 h h H d v σ σ H H + H 2 H H + + H + l2 +γ l+ +γ l γ +o l2 l2+γ+o γ+o Doc l série uérique de ere géérl v,, coverge e v γ 2 Posos v [log 2] Pour, 2 + ++ > e doc our ou eier urel o ul, 2 2 2

L suie v N es doc s décroisse à rir d u ceri rg e o e eu s liquer le crière sécil des séries lerées b Soie e deux eiers urels els que + < +2 Puisque l suie es décroisse, o si que l vleur bsolue de l soe N vleur bsolue de so reier ere à svoir 2+ 2 + Doc 2+ + + + 2+ Pour + < +2, o + log 2 < +2 e doc [log 2 ] + Pr suie, + + + + u 2 es jorée r l c Soie u eier urel suérieur ou égl à 4 Soi l eier urel el que + < +2 c es-à-dire [log 2 ] Alors u + u + + u 2 2 + + + u v + + u Mis lors u v + u [log 2 ] 2 log 2 [log 2 ] 2 log 2 2 4log 2 D rès u héorèe de croissces corées, 4log 2 ed vers qud ed vers + e d rès l quesio d, [log 2 ] v v ed vers γ qud ed vers + O e dédui que l suie u coverge vers γ N u γ 3 Soi N Puisque l suie ed vers e décroiss, r exise d rès le crière sécil ux séries lerées De lus, o si que l vleur bsolue de r es jorée r l vleur bsolue du reier ere de l soe égle à r e doc r 2 Aisi, our ou eier urel, r e doc l série de ere géérl r es bsolue covergee 2 + b Soi N v j j j2 v r r + Soi lors N r r + + r r r r + vec r + e doc li 2+r + E e coe de v, o doc r v γ γ + j j, +j

Pr suie, li u l cr si, es u obre ir e doc 2 +j j Prie V : L forule de Goser 972 x F, x Id F x Tx e doc Id F T Soi lors N, x F e N Puisque les edoorhises Id F e T coue, l forule du biôe de Newo ere d écrire x[] Id F T x[] T x[] x + 2 Soi N Pour +! +! Coe li! d rès u héorèe de croissces corées, o e dédui que li 2 b Soi ε > Il exise N el que, u < ε es dorév fixé Pour, 2 u < u u + u + ε 2 Mie, d rès l quesio,,, u + li u + ε 2 ε 2 u u e doc li obre fixe de suies de liies ulles Pr suie, il exise el que, Pour, o lors u < ε 2 + ε 2 ε O oré que ε >, N/ N, u < ε e doc u + ε 2 + li u soe d u u < ε 2 u c Suosos ie que l suie u N coverge vers u ceri réel l Alors l suie v N u l N coverge vers D rès l quesio b, il e es de êe de l suie v Mie, our N, v u l u + l N u l u l

3 Soi N N V N N N N x[] + + + + N + U U U cr U e + N N N N N b Posos S N N 2 N+ + + x d rès l quesio V N + U N U + + U + U + + + N N + + U + N+ U + + N N N, V N + cr U + U + + + U + + N+ 2 N+ + 2 U soe élescoique + N x li U j Pour ou eier urel N, j + x[] + V N 2 N+ N N+ U + 2 N+ x[] + N+ N+ Puisque li + U S, l quesio 2c ere d ffirer que l suie li N + 2 N+ N+ N+ U 2 N+ 2 N+ N+ N+ N+ N+ U U coverge e que N N U S ou ecore l série uérique de ere géérl x[] +, N, coverge e x[] + x 4 Soi N Pour N, x[] + x 2 + dx x 2 x dx 2!! +! +!!! + x 2 x d rès le résul dis r l éocé dx N, N, x[] +

b Soi N Puisque l suie x j j N coverge vers e décroiss, l série de ere géérl j x j +j j N coverge d rès le crière sécil ux séries lerées Mis lors l quesio récédee ere d ffirer que l série de ere géérl [x] 2 +, N coverge e que j j +j j x j j Mis lors l quesio IV3b ere d ffirer que γ c Pr suie, l suie double osiive 2 ++ + γ + + 2 + 2 [x] 2 + 2 ++ +, 2 ++ + 2 + + 2 2 + 2 + γ + 2 + 2 2 + 2 ++ + es soble e + 2 + 2 ++ +