Équivalents de suites réelles


  • Amaury Dufour

    Bonjour!

    Je suis en classe de MPSI et ai un exercice que je ne sais pas résoudre : je n’arrive pas à trouver un équivalent de la suite réelle suivante:

    un=max⁡{x∈]0,+∞[,x=nln⁡(x)}u_n = \max \{ x\in ]0,+\infty[, x = n \ln(x) \}un=max{x]0,+[,x=nln(x)}

    J’ai déjà montré que la suite existait pour tout n≥3n \geq 3n3 et que lim⁡un=+∞\lim u_n = +\inftylimun=+ grâce à une minoration par de unu_nun par nnn

    Merci d’avance!


  • mtschoon

    @Amaury-Dufour , bonsoir,

    Tu es vraiment sûr(e) de ta question ?
    Je me demande si ce n'est pas un équivalent de ln(Un)ln(U_n)ln(Un) qui t'est demandé .

    Je te mets en lien un énoncé (exercice 1) qui te donne la marche à suivre.
    Regarde seulement les questions 1) et 3).
    Il faut que tu alternes les notations entre le UnU_nUn que tu donnes ici et le vnv_nvn du lien.
    https://www.normalesup.org/~glafon/eiffel12/DS6.pdf

    Avec la notation UnU_nUn que tu donnes ici, tu démontres que pour n≥3n\ge 3n3 :
    nln(n)<Un<2nln(n)nln(n)\lt U_n\lt 2nln(n)nln(n)<Un<2nln(n)

    D'où, en prenant le logarithme de chaque membre :
    ln(nln(n))<ln(Un)<ln(2nln(n))ln(nln(n))\lt ln(U_n)\lt ln(2nln(n))ln(nln(n))<ln(Un)<ln(2nln(n))

    En transformant avec les propriétés usuelles des logarithmes
    ln(n)+ln(ln(n))<ln(Un)<ln(n)+ln(2)+ln(ln(n))ln(n)+ln(ln(n))\lt ln(U_n)\lt ln(n)+ln(2)+ln(ln(n))ln(n)+ln(ln(n))<ln(Un)<ln(n)+ln(2)+ln(ln(n))

    En divisant par ln(n) (strictement positif)

    1+ln(ln(n))ln(n)<ln(Un)ln(n)<1+ln(2)ln(n)1+\dfrac{ln(ln(n))}{ln(n)}\lt\dfrac{ln(U_n)}{ln(n)}\lt 1+\dfrac{ln(2)}{ln(n)}1+ln(n)ln(ln(n))<ln(n)ln(Un)<1+ln(n)ln(2)

    En prenant les limites lorsque n tend vers +∞+\infty+, par encadrement :
    lim⁡n→+∞ln(Un)ln(n)=1\displaystyle \lim_{n\to +\infty} \dfrac{ln(U_n)}{ln(n)}=1n+limln(n)ln(Un)=1
    Conclusion :
    ln(Un)∼ln(n)\boxed{ln(U_n)\sim ln(n)}ln(Un)ln(n)

    Bon travail.