On considère la fonction définie sur l'intervalle par :
Réécrire le terme général sous la forme pour étudier la convergence.
Pour la différence , utiliser la linéarité (prudemment) ou un changement d'indice pour faire apparaître un télescopage.
Pour l'équivalent en , utiliser l'encadrement par la partie entière .
Étude du terme général d'une série de fonctions rationnelles.
Utilisation d'une relation de récurrence (équation aux différences).
Encadrement par des valeurs entières pour le comportement asymptotique.
Résolution.
Pour la continuité, soit . Pour , on a :
Par linéarité de la somme (valide car les séries convergent) :
On reconnaît une série télescopique :
D'où . Puisque et , on conclut :
Manipulation de sommes divergentes séparément.
Encadrement par la partie entière pour les équivalents de fonctions monotones.