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Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=0


terminaleEtude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=0

#msg2054078 Posté le 12-10-08 à 10:54
Posté par ProfilKiwee Kiwee

Salut, salut tout le monde.
Je voudrais déjà remercier tous les personnes qui répondent aussi vite à tous les topics et remercier ceux qui vont essayer de m'aider.
Alors voila je suis bloqué à l"exercice 2.a je ne trouve pas comment trouver l'expression générale de Un pour pouvoir calculer U2.

Voici le lien du devoir.
***


PS: j'ai réussi à faire le 1 de l'exercice 1

édit Océane : si tu veux de l'aide, merci de faire l'effort de recopier ton énoncé sur le forum, en postant un exercice par topic, merci
information suplémentaire#msg2054106 Posté le 12-10-08 à 11:02
Posté par ProfilKiwee Kiwee

J'ai essayé de factorisé F2(x)=0
je trouve x(x+1)²-1=0
mais après je vois pas comment utiliser la factorisation.

Pour information fn(x) est croissante sur R+
et les deux points en commun des courbes Cn sont x=0 et x=1

Pour la solution unique:
f strictement croissante et continue sur R+ donc elle réalise en bijection de R+ sur [-1,+oo[ or 0 appartient à [-1;+oo[ donc l'équation fn(x)=0 admet une seule solution: (Un)

lim Fn(x)= +oo         lim Fn(x)=-1
x->+oo                  x-> 0
devoir#msg2054144 Posté le 12-10-08 à 11:15
Posté par ProfilKiwee Kiwee

Exercice 1: Une suite explicite
1.Etude d'une famille de fonctions.
On considère, pour chaque entier n>=2, la fonction fn définies sur R+ par:
Fn(x)=xn+1+xn+x2+x-1 et Cn sa courbe représentative.
a.Etudier les variations et représenter graphiquement les fonctions f2,f3 et f4.
b. Montrer que les fonctions fn sont strictement croissantes sur R+ et que les courbes Cn ont exactement deux points en commun.
c. Montrer que l'équation fn(x)=0 admet une solution unique sur R+ que l'on notera Un.

2.Etude de la suite (Un).
a. Calculer U2 puis donner une valeur approchée à 10-3 près de U3, U4 et U10
b. ....
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg2055265 Posté le 12-10-08 à 15:01
Posté par ProfilKiwee Kiwee

euh rectification c'est l'exercice 1 2)a) ou je bloque pas le  2)a).
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg2059150 Posté le 13-10-08 à 22:38
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

Bonsoir,

F_2(x)=x^3+2x^2+x-1

Désolé mais, à moins d' une erreur d' énoncé, il n' est pas possible de calculer la valeur exacte de la racine de ce polynôme avec les moyens de la Terminale.

Pour information:

3$u_2=\frac{1}{3}\left[\sqrt[3]{\frac{29+3\sqrt{93}}{2}}+\sqrt[3]{\frac{29-3\sqrt{93}}{2}}-2\right]

u_2=0.46557123\cdots
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg2061405 Posté le 15-10-08 à 14:55
Posté par ProfilKiwee Kiwee

Merci pour avoir répondu.
Oui notre prof nous a dit de regarder sur la calculette avec la "table" et je trouve bien U2=0.465...

la question d'après est:
Montrer que, pour tout n appartenant à N, Un appartient à ]0;2/3[
faut-il le montrer par récurrence
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg2063096 Posté le 15-10-08 à 21:29
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

Re,

On sait déjà que u_n>0

Il suffit de démontrer que F_n(\frac{2}{3})>0 et de réappliquer le TVI à l' intervalle ]0,\frac{2}{3}[
Réétude de l'exercice#msg3266670 Posté le 02-11-10 à 17:19
Posté par ProfilYfriuth Yfriuth

Bonjour, est-il possible de revoir l'exercice malgré le fait qu'il date de 2008 ??
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3271037 Posté le 03-11-10 à 16:12
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

Bonjour,

Bien sûr, c' est possible.

Où bloques-tu ?



re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3271289 Posté le 03-11-10 à 16:54
Posté par ProfilYfriuth Yfriuth

À la 3 ème partie

L'énoncé complet est

Une suite explicite
1.Etude d'une famille de fonctions.
On considère, pour chaque entier n>=2, la fonction fn définies sur R+ par:
Fn(x)=xn+1+xn+x2+x-1 et Cn sa courbe représentative.
a.Etudier les variations et représenter graphiquement les fonctions f2,f3 et f4.
b. Montrer que les fonctions fn sont strictement croissantes sur R+ et que les courbes Cn ont exactement deux points en commun.
c. Montrer que l'équation fn(x)=0 admet une solution unique sur R+ que l'on notera Un.

2.Etude de la suite (Un).
a. Calculer U2 puis donner une valeur approchée à 10-3 près de U3, U4 et U10
b. Montrer que tous les termes de la suite (Un) sont dans l'intervalle ] 0, 2/3 [
c. En comparant les fonctions fn et fn+1 sur l'intervalle [0 , 1] montrer que l'on a Un < Un+1
d. En déduire que la suite croissante puis qu'elle est convergente


3.Calcul de la limite de la suite (Un)
a. En utilisant l'inégalité 0 < Un < 2/3, montrer que limn-> +∞ (Unn) =  limn-> +∞ (Unn+1)
b. En déduire que la limite λ de la suite (Un) est solution de l'équation x2 + x - 1 = 0
c. Calculer λ


Pour la a) j'ai réfléchis sur le fait que comme c'est entre 0 et 1 et que c'est élevé une puissance n avec n tend vers +∞ alors c'est égale à zéro , amis je vois pas trop comment rédiger et je ne suis pas sur de ça
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3271757 Posté le 03-11-10 à 17:55
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

3a) 0\leq u_n\leq \frac{2}{3}

0\leq u_n^n\leq \left(\frac{2}{3}\right)^n

et \lim_{n\to +\infty} \left(\frac{2}{3}\right)^n=0

puis les gendarmes qui donnent \lim_{n\to +\infty} u_n^n=0

même chose avec \lim_{n\to +\infty} u_n^{n+1}=0

3)b) f_n(u_n)=0 donc u_{n}^{n+1}+u_n^n+u_n^2+u_n-1=0

en passant à la limite, on obtient:

\lim_{n\to +\infty} u_n^2+u_n-1=0

Donc \lambda est solution de l' équation x^2+x-1=0

3)c) C' est la solution positive de cette équation soit \lambda =\frac{-1+\sqrt{5}}{2}

re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3271844 Posté le 03-11-10 à 18:06
Posté par ProfilYfriuth Yfriuth

Merci beaucoup ^^

Mais, par contre je n'ai pas trop compris pour le b) pourquoi x2 + x - 1 = 0 tend vers 0 ??
et en quoi ça nous permet dire que λ est la solution de cette équation ? (puisque qu'on ne connais pas λ)


(le c) j'avais trouvé ça, mais j'étais pas vraiment sûr)
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3272198 Posté le 03-11-10 à 18:49
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

On a : u_n^{n+1}+u_n^n+u_n^2+u_n-1=0 (1) avec:

\{\lim_{n\to +\infty}u_n^{n+1}=0\\\lim_{n\to +\infty}u_^n=0\\\lim_{n\to +\infty}u_n^2=\lambda ^2\\\lim_{n\to +\infty}u_n=\lambda

Donc quand on pase à la limite en +\infty dans (1), on obtient:

\lambda^2+\lambda-1=0

Ce qui prouve que \lambda est solution de l' équation:

x^2+x-1=0

partie 2#msg3310115 Posté le 21-11-10 à 14:07
Posté par Profilalex22 alex22

bonjour je bloque pour les questions 2)c et 2)d pourrait on m'aider svp
merci
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3310686 Posté le 21-11-10 à 16:12
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

Bonjour,

2)c) Sur [0,1]:

f_{n+1}(x)-f_n(x)=x^{n+2}-x^n=x^n(x^2-1)\leq 0

En particulier pour x=u_n\in[0,1]:

f_{n+1}(u_n)\leq f_n(u_n)

Ou encore:

f_{n+1}(u_n)\leq f_{n+1}(u_{n+1}) puisque f_n(u_n)=f_{n+1}(u_{n+1})=0

et comme f_{n+1} est croissante sur R^+:

u_n\leq u_{n+1}

2)d) La suite (u_n) est donc croissante et majorée (par \frac{2}{3}) donc convergente.

re#msg3312207 Posté le 21-11-10 à 22:11
Posté par Profilalex22 alex22

merci beaucoup =)
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3773877 Posté le 13-10-11 à 12:45
Posté par ProfilAzaril Azaril

Bonjour,

Je n'ai pas trop compris a partir de la deuxième parti :s si vous pouviez maider sil vous plait
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3782660 Posté le 17-10-11 à 14:59
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

Bonjour,

Si tu repasses par ici, il serait bon que tu précises les points où tu as des difficultés.

re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3977536 Posté le 15-01-12 à 12:39
Posté par Profilashyla ashyla

J'ai quelques soucis pour la question 2)b.

Je pense que cela veut dire qu'il faut démontrer que la suite (Un) est majorée, mais je ne sais pas par où commencer. :/
re : Etude de la suite (Un) solution unique de l'équation fn(x)=#msg3978197 Posté le 15-01-12 à 16:01
Posté par Profilcailloux cailloux Correcteur

Bonjour,

2)b) On sait que u_n>0

et f_n\left(\dfrac{2}{3}\right)=\left(\dfrac{2}{3}\right)^{n+1}+\left(\dfrac{2}{3}\right)^{n}+\dfrac{1}{9}>0 et f(0)=-1<0

En appliquant le TVI à f_n sur ]0;\dfrac{2}{3}[, on a bien u_n\in ]0;\dfrac{2}{3}[

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