QCM (suites et séries de fonctions)
Un questionnaire à choix unique (pour chacune des 18 questions, une seule des 4 réponses proposées est correcte) sur le thème « Suites et séries de fonctions ».
Suites et séries de fonctions
Théorème de Rouché pour les polynômes
(Oral Centrale) On montre que si {P} et {Q} sont deux polynômes tels que {|z|=r \Rightarrow |P(z)−Q(z)|\lt|Q(z)|}, alors ils ont le même nombre de racines dans {D(0,r)}.
Série de fonctions et intégrales
(Oral Centrale) On définit une suite de polynômes (de Hilbert), et la suite {a_n} de leurs intégrales sur {[0,1]}. Par des techniques d’intégration et de séries, on calcule un équivalent de {a_n}.
Série de fonctions et Fibonacci
(Oral Centrale) On étudie la somme de la série de fonctions {\sum x^n/(1-x^n)}. On termine par une expression de la série des {1/F_{2n}}, où {F} est la suite de Fibonacci.
Une série de fonctions
Oral Centrale) On définit la fonction {\varphi(u)=u(1-u^2)/(1+u^2)}, et on étudie la série de fonctions {\sum\varphi(x^n)} (domaine, continuité, équivalent).
Méthode de Newton et convergence uniforme
(Oral Centrale) On définit une suite numérique par récurrence et avec une méthode de Newton. On étudie le mode de convergence en fonction du terme initial.
Développement en produit infini
(Oral Centrale) On définit une suite de fonctions par récurrence; on établit qu’elle converge vers une certaine fonction {f}, et avec une vitesse cubique de convergence.
Série de fonctions ou série entière ?
(Oral Mines-Ponts)
Domaine et régularité de {f:x\mapsto\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{+\infty }\dfrac{1}{n^{2}+x^{2}}}
Montrer que {f} est développable en série entière.
Quel est le rayon de convergence?
Domaine et régularité de {f:x\mapsto\displaystyle\sum\limits_{n=1}^{+\infty }\dfrac{1}{n^{2}+x^{2}}}
Montrer que {f} est développable en série entière.
Quel est le rayon de convergence?
Convergence d’une suite d’intégrales
(Oral Centrale)
Sous certaines hypothèses sur la suite {(g_n)}, et pour {f} de classe {\mathcal{C}^1} sur {[0,1]}, on calcule {\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\int_{0}^{1}f(x)g_{n}(x)dx}.
Sous certaines hypothèses sur la suite {(g_n)}, et pour {f} de classe {\mathcal{C}^1} sur {[0,1]}, on calcule {\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\int_{0}^{1}f(x)g_{n}(x)dx}.
Exemples de séries de fonctions
Exercices sur le thème « séries de fonctions ».
Exemples de suites de fonctions
Six exercices sur le thème « suites de fonctions »
Limite de fonctions inverses
(Oral Centrale 2018)
On pose : {\forall\,n\in\mathbb{N}^{*},\;A_{n}:x\mapsto\displaystyle\sum\limits_{k=1}^{n}\dfrac{x^{k}}{k}}.
Montrer que : {\forall\,y\in\mathbb{R}^{+},\;\exists\,!\,x\in\mathbb{R}^{+},\;A_{n}(x)=y}.
On note {x=f_{n}(y)}. Tracer des fonctions {f_n}.
Montrer que la suite {(f_n)_{n\ge1}} converge simplement sur {\mathbb{R}^+} vers {f\colon x\mapsto1-\text{e}^{-x}}.
On pose : {\forall\,n\in\mathbb{N}^{*},\;A_{n}:x\mapsto\displaystyle\sum\limits_{k=1}^{n}\dfrac{x^{k}}{k}}.
Montrer que : {\forall\,y\in\mathbb{R}^{+},\;\exists\,!\,x\in\mathbb{R}^{+},\;A_{n}(x)=y}.
On note {x=f_{n}(y)}. Tracer des fonctions {f_n}.
Montrer que la suite {(f_n)_{n\ge1}} converge simplement sur {\mathbb{R}^+} vers {f\colon x\mapsto1-\text{e}^{-x}}.
Une équation fonctionnelle
(Oral Centrale 2018)
Soit l’équation {(E)}: {f\Big(\dfrac{x}{2}\Big)+f\Big(\dfrac{x+1}{2}\Big)=f(x)} d’inconnue {f:[0,\;1]\rightarrow \mathbb{R}}.
Déterminer les solutions {\mathcal{C}^{2}} de {(E)}
Montrer que {S(x)=\displaystyle\sum_{n=1}^{+\infty}\dfrac{\sin (2^{n}\pi x)}{2^{n}}} vérifie {(E)}
Montrer que {S} n’est pas {\mathcal{C}^{2}}
Soit l’équation {(E)}: {f\Big(\dfrac{x}{2}\Big)+f\Big(\dfrac{x+1}{2}\Big)=f(x)} d’inconnue {f:[0,\;1]\rightarrow \mathbb{R}}.
Déterminer les solutions {\mathcal{C}^{2}} de {(E)}
Montrer que {S(x)=\displaystyle\sum_{n=1}^{+\infty}\dfrac{\sin (2^{n}\pi x)}{2^{n}}} vérifie {(E)}
Montrer que {S} n’est pas {\mathcal{C}^{2}}
Convergence d’une série de fonctions
(Oral Centrale 2018)
Soit {(a_{n})\in (\mathbb{R}^{+})^{\mathbb{N}}} décroissante.
On pose {u_{n}(x)=a_{n}x^{n}(1-x)}.
Montrer que {\displaystyle\sum u_{n}} converge simplement sur {[0,1]}.
Donner une CNS de convergence normale (resp. uniforme) de cette série sur {[0,1]}.
Soit {(a_{n})\in (\mathbb{R}^{+})^{\mathbb{N}}} décroissante.
On pose {u_{n}(x)=a_{n}x^{n}(1-x)}.
Montrer que {\displaystyle\sum u_{n}} converge simplement sur {[0,1]}.
Donner une CNS de convergence normale (resp. uniforme) de cette série sur {[0,1]}.
Série de fonctions et série entière
(Oral Mines-Ponts 2018)
Montrer que {f:x\mapsto \displaystyle\sum\limits_{n=1}^{+\infty}\dfrac{(-1)^{n}}{x+n}} est développable en série entière sur {]-1,1[}
Montrer que {f:x\mapsto \displaystyle\sum\limits_{n=1}^{+\infty}\dfrac{(-1)^{n}}{x+n}} est développable en série entière sur {]-1,1[}
Intégrale et constante d’Euler
(Oral Mines-Ponts 2018)
On montre que {I=\displaystyle\int_{0}^{1}\biggl(\dfrac{1}{t}+\dfrac{1}{\ln (1-t)}\biggr) \,\text{d}t=\gamma} (constante d’Euler)
On montre que {I=\displaystyle\int_{0}^{1}\biggl(\dfrac{1}{t}+\dfrac{1}{\ln (1-t)}\biggr) \,\text{d}t=\gamma} (constante d’Euler)
Étude d’une série de fonctions
(Oral Mines-Ponts 2018)
On note {u_{n}(x)=(-1)^{n}\ln \left(1+\dfrac{x^{2}-1}{n(x^{2}+2)}\right)}.
Domaine, continuité et limites aux bornes de {\displaystyle\sum\limits_{n\ge1}u_{n}}
On note {u_{n}(x)=(-1)^{n}\ln \left(1+\dfrac{x^{2}-1}{n(x^{2}+2)}\right)}.
Domaine, continuité et limites aux bornes de {\displaystyle\sum\limits_{n\ge1}u_{n}}
Suite de solutions d’une équa-diff
(Oral Mines-Ponts 2018)
Soit {E_{n}:(n+1)y''-(2n+1)y'+ny=0}.
Soit {y_{n}} la solution telle que {y_{n}(0)=0} et {y_{n}'(0)=1}.
Montrer que la suite {(y_n)} converge uniformément sur tout segment de {\mathbb{R}^+}.
Soit {E_{n}:(n+1)y''-(2n+1)y'+ny=0}.
Soit {y_{n}} la solution telle que {y_{n}(0)=0} et {y_{n}'(0)=1}.
Montrer que la suite {(y_n)} converge uniformément sur tout segment de {\mathbb{R}^+}.
Intégrale et constante d’Euler
(Oral Mines-Ponts 2018)
Montrer que {I_n=\displaystyle\int_{0}^{n}\left(1-\dfrac{x}{n}\right) ^{n}\ln(x)\,\text{d}x} tend vers {\displaystyle\int_{0}^{+\infty}e^{-x}\ln (x)\,\text{d}x=-\gamma}.
Montrer que {I_n=\displaystyle\int_{0}^{n}\left(1-\dfrac{x}{n}\right) ^{n}\ln(x)\,\text{d}x} tend vers {\displaystyle\int_{0}^{+\infty}e^{-x}\ln (x)\,\text{d}x=-\gamma}.
Étude de série de fonctions
(Oral Mines-Ponts 2018)
Déterminer le domaine de {f(x)=\displaystyle\sum\limits_{n\geq 1}\dfrac{x^{n}}{1-x^{n}}}.
Étudier la continuité et le caractère {\mathcal{C}^{1}} de {f}.
Déterminer le domaine de {f(x)=\displaystyle\sum\limits_{n\geq 1}\dfrac{x^{n}}{1-x^{n}}}.
Étudier la continuité et le caractère {\mathcal{C}^{1}} de {f}.