Quelques séries numériques de référence
  • Série harmonique : c'est la série :

    Bien que son terme général tend vers 0 en + , cette série est divergente en effet :

    soit n un entier naturel non nul, soit p la partie entière du nombre ln n/ln 2 , on a : n 2p et :

    quand n tend vers + p tend également vers + d'ou la série est une série divergente.
  • Série de Riemann : c'est la série de la forme :

    est un réel fixé, ( on peut remplacer n 1 par n n0 ou n0 est entier naturel non nul) .
    Cette série est convergente si et seulement si > 1
    Preuve :
    on sait déja que la série est divergente pour = 1,
    et pour tout entier n n0 on a si < 1 :

    en utilisant le théorème de comparaison des séries on en déduit que la série de Riemann est divergente
    ( vers + ) pour < 1 et donc pour 1.
    Supposons donc que > 1 et considérons la fonction f définie sur [1 ; + [ par :



    la fonction f est strictement décroissante, continue, et positive sur [1 ; + [, on a de plus
    avec :

    cette limite est finie puisque > 1 donc d'après le théorème de comparaison série intégrale la série de Riemman est convergente pour > 1.
  • Série de Bertrand :
    Soit ( ; ) deux réels fixés , la série de Bertrand est la série :

    Cette série est convergente si et seulement si :


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