Etude d'une suite définie par une intégrale


  • P

    Bonoir

    On pose in=∫0pi/4tann(x)dx.i_n = \int_0^{pi/4} tan^n(x) dx.in​=∫0pi/4​tann(x)dx.

    1. Montrer que (in)(i_n)(in​) est décroissante et convergente.

    2. Calculeri0,i1,i2.i_0, i_1, i_2 .i0​,i1​,i2​.

    3. Montrer quein+2+in=1n+1i_{n + 2} + i_n = \frac{1}{n+1}in+2​+in​=n+11​. En déduire la limite de (in)(i_n)(in​)ainsi qu’un équivalent de ini_nin​.

    4. En faisant le changement de variable u = tan(x), montrer quein=∫01un1+u2i_n = \int_0^{1} \frac{u^n}{1+u^2}in​=∫01​1+u2un​ du

    5. Prouver que | i1−∑k=0n∫01(−1)ku2k+1dui_1 - \sum_{k=0}^n \int_0^{1} (- 1)^k u^{2k + 1} dui1​−∑k=0n​∫01​(−1)ku2k+1du | <= 12n+4\frac{1}{2n+4}2n+41​. En déduire la valeur de \sum_{k=1}^n \frac{(- 1)^k}{k}

    6. Prouver que | i2+∑k=1n∫01(−1)ku2kdui_2 + \sum_{k=1}^n \int_0^{1} (- 1)^k u^{2k} dui2​+∑k=1n​∫01​(−1)ku2kdu | <=12n+3\frac{1}{2n+3}2n+31​ . En déduire la valeur de ∑k=0n(−1)k2k+1.\sum_{k=0}^n \frac{(- 1)^k}{2k+1}.∑k=0n​2k+1(−1)k​.

    J'en suis à la 6, je sais qu'il faut utiliser l'inégalité de taylor lagrange et je pense utiliser f(x)= 1- arctan(x) sur [0,1] mais je ne vois pas comment trouver le sup de f(n+1)(x)f^{(n+1)}(x)f(n+1)(x)


  • mtschoon

    Bonjour,

    Il me semble que WilliamM007 et milton t'ont déjà bien aidé(e).


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