logo

Demonstration par récurrence et Exponentielle


terminaleDemonstration par récurrence et Exponentielle

#msg756934 Posté le 25-11-06 à 22:36
Posté par kaigho (invité)

Salut à vous tous,

J'ai un DM à rendre pour mercredi 29, sur lequel je bloque légèrement :


n est un entier naturel non nul et f_n la fonction définie sur [0;+\infty] par

f_n(x) = 1 - \frac{2n}{x+n} - e^{-x}

1)a)Etudier les variations de f_n

b) Préciser  f_n(o)  et  \lim_{x\to +\infty} f_n(x)

2)a) Calculer f_n(n) et préciser son signe.

b)Démontrer par récurrence que pour tout entier naturel n non nul, e^{n+1} > 2n+1

c) En déduire le signe de f_n(n+1)

3) Démontrer que l'équation f_n(x) = 0 a une unique solution u_n et que n<u_n<n+1


1)a) Après l'étude du signe de la dérivée de f_n(x), on en déduit que f_n est croissante sur son ensemble de définition.

b) f_n(0)=-2

et

\lim_{x\to +\infty} f_n(x)=+\infty

2)a) f_n(n)=-e^{-x}=-\frac{1}{e^x}


Donc, je n'ai pas de problèmes jusqu'à la question 2)b).

Je n'arrive pas à faire le raisonnement par récurrence...

Démontrons que pour tout n\in\mathbb{N}, la proposition "e^{n+1}>2n+1" est vraie.

* Initialisation : n=1

e^{1+1}=7,39  et 2\times 1 + 1=3

Donc on a bien : e^{1+1}>2\times1+1

* pour l'hérédité tout se complique je ne sais pas par où commencer !

Donc si vous avez une idée, merci de me l'expliquer
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg756961 Posté le 25-11-06 à 22:47
Posté par ProfilCauchy Cauchy

Bonjour,

supposons que e^(n+1)>2n+1 il nous faut montrer que e^(n+1+1)>2(n+1)+1.

cad e^(n+2)>2n+3. e^(n+2)=e^(n+1)e^1>(2n+1)e^1 par hypothese.

donc e^(n+2)>2ne+e>4n+2>2n+2n+2>2n+4>2n+3.
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg756966 Posté le 25-11-06 à 22:48
Posté par Profilgarnouille garnouille

il faut prouver e(n+1)+1>2(n+1)+1 en supposant  que en+1>2n+1
e(n+1)+1=e(n+1)*e

à toi...
heu...#msg757014 Posté le 25-11-06 à 23:01
Posté par kaigho (invité)

Merci pour ta réponse Cauchy, mais je ne suis pas tout la

J'ai bien compris le début, on a :

e^(n+1+1)>2(n+1)+1

e^(n+2)>2n+3 or, e^(n+2)=e^(n+1) x e^1

d'après l'hypothèse de récurrence

e^(n+1) x e^1 > (2n+1) x e^1

e^(n+1) x e^1 > 2ne^1 x e^1

mais après
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg757022 Posté le 25-11-06 à 23:03
Posté par ProfilCauchy Cauchy

Apres j'ai juste fait (2n+1)e^1=2n*e+e or e>2 donc c'est superieur à 4n+2.
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg757046 Posté le 25-11-06 à 23:10
Posté par kaigho (invité)

dacc je vois,

mais ensuite tu dis que 2n+2n+2 est supérieur à 2n+4 ? pourquoi?
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg757057 Posté le 25-11-06 à 23:13
Posté par ProfilCauchy Cauchy

Bien parce que n>=1.
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg757073 Posté le 25-11-06 à 23:18
Posté par kaigho (invité)

ah oui pas bête :p

merci pour m'avoir éclairé Cauchy et Garnouille
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg757085 Posté le 25-11-06 à 23:21
Posté par ProfilCauchy Cauchy

De rien pour ma part
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg757176 Posté le 26-11-06 à 00:02
Posté par kaigho (invité)

2)c)On vient donc de démontrer que e^{n+1} > 2n+1

on a :

f_n(n)= -\frac{1}{e^{n}}

donc

f_n(n+1)= -\frac{1}{e^{n+1}}

or,

e^{n+1} > 2n+1

\frac{1}{e^{n+1}} > \frac{1}{2n+1}

-\frac{1}{e^{n+1}} < -\frac{1}{2n+1}< 0 car n>0

donc

f_n(n+1)<0

Le problème c'est que je ne vois pas à quoi ca sert d'être passé par là :/
bref,

3) f_n est strictement croissante et continue sur [0;+\infty[

f_n(0)=-2 et \lim_{x\to +\infty} f_n(x)=+\infty

Or, 0 \in [-2;+\infty[


Donc, d'après le théorème de bijection, f_n(x)=0 admet une unique solution u_n

Une idée pour la fin? De mon coté je pédale dans la semoule. Pourriez vous me dire si mes calculs sont bons, et si vous avez une idée pour la dernière question?

Merci d'avance, Kaigho
re : Demonstration par récurrence et Exponentielle#msg758493 Posté le 26-11-06 à 14:58
Posté par ProfilCauchy Cauchy

Bonjour,

que vaut f_n(n) et f_n(n+1)?
re : démonstration par récurrence et exponentielle#msg2159038 Posté le 30-11-08 à 18:33
Posté par Profilinconnu180 inconnu180

bonsoir tout le monde,

j'ai exactement le même exercice à traiter et moi aussi j'ai tenté de répondre à cette dernière question.

je trouve le même résultat (le tableau de variation permet de montrer l'existence d'une solution telle que fn (x) = 0). cependant je ne vois pas non plus comment on pourrait conclure à ce problème.

j'ai calculé fn(n)= 1/e<sup>n</sup>
et aussi fn(n+1) = 1/e<sup>n+1</sup>
comme la suggéré "cauchy"

mais je n'arrive pas à voir le rapport entre les deux.

si quelqu'un pouvait m'aider

ps : est il possible de savoir comment on écrit les fractions sur ce site? je suis nouveau et j'ai encore un peu de mal

Répondre à ce sujet

réservé Seuls les membres peuvent poster sur le forum !

Vous devez être connecté pour poster
attention Un modérateur est susceptible de supprimer toute contribution qui ne serait pas en relation avec le thème de discussion abordé, la ligne éditoriale du site, ou qui serait contraire à la loi.

  • Ce topic

    imprimer Imprimer
    réduire la tailleRéduire   /   agrandir la tailleAgrandir

    Pour plus d'options, connection connectez vous !
  • Fiches de maths

    * exponentielle logarithme en terminale
    4 fiches de mathématiques sur "exponentielle logarithme" en terminale disponibles.


cours particuliers - cours de maths haut de pagehaut Retrouvez cette page sur ilemaths l'île des mathématiques
© Tom_Pascal & Océane 2009