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Niveau Maths sup
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Posté par
marcellus
21-08-09 à 13:04

Bonjour à tous ! Voici un énoncé qui me pose quelques soucis :

Soit u la suite telle que :

u_(n+1) = sin (u_n)
u_o appartient à [0 ; pi/2]

1- Etudier cette suite
J'ai montré que pour tout n, u_n appartient à [0 ; pi/2]
Puis que u était décroissante
Et enfin que u converge vers 0

2- Pour un entier naturel n et un réel a, on a :
v_n = (u_(n+1))^a - (u_n)^a
Montrer qu'il existe un réel unique a (que l'on déterminera) tel que v_n converge vers un réel l non nul (que l'on déterminera également).

Là, je bloque...

Merci de votre aide !

Posté par
girdav
re : Suite 21-08-09 à 13:22

Bonjour,
Comme \lim_{n \to \infty}u_n = 0 on peut chercher du côté des développement limités en 0.

Posté par
thiblepri
re : Suite 21-08-09 à 13:23

Bonjour,
Es-tu certain de l'unicité,
a=0 et a=1 semblent convenir, non?

Posté par
marcellus
re : Suite 21-08-09 à 13:25

L'énoncé dit qu'il existe un réel a unique, donc...
Personnellement je n'ai pas réussi à répondre à cette question, mais je ne pense pas que l'énoncé soit faux...

Posté par
girdav
re : Suite 21-08-09 à 13:26

Pour a=0 et pour a=1 ça converge vers 0 donc ça ne convient pas.

Posté par
J-R
re : Suite 21-08-09 à 13:27

lu,
nécessairement l=-u_0^a et a>0

Posté par
thiblepri
re : Suite 21-08-09 à 13:28

Non nul... well...

Posté par
J-R
re : Suite 21-08-09 à 13:28

si u_0 \neq 0 oué bof .... je regarde

Posté par
J-R
re : Suite 21-08-09 à 13:30

oui on a bien u_0 \neq 0 je regarde pour l'unicité

Posté par
dagwa
re : Suite 21-08-09 à 13:41

Bonjour,

je trouve que a=-2 convient et v_n admet pour limite 1/3. Si a\geq 0 la limite est nulle. Sinon soit b=-a et on a v_n=u_{n+1}^{-b}-u_n^{-b}=\frac{u_n^b-sin^b(u_n)}{(u_nsin(u_n))^b. En utilisant les DL du sin et de (1+x)^{\alpha} j'obtiens l'unicité.

Posté par
J-R
re : Suite 21-08-09 à 13:46


oui j'avais appliquer "Cesaro" mais en me gourant (oublier de diviser la somme....)

Posté par
marcellus
re : Suite 21-08-09 à 13:55

D'accord, je regarderai ça plus en détail mais je pense que ça devrait aller

Merci encore à vous !

Posté par
marcellus
re : Suite 22-08-09 à 14:34

Euhhhh, simple question :

Puis-je utiliser un DL de sin u_n qui est à la puissance b ?

Posté par
dagwa
re : Suite 22-08-09 à 15:25

Lorsque a<0 v_n est définie pour v_0\neq 0 car u_n s'annule ssi u_0=0.

On a sin(x)=x-\frac{x^3}{6}+o(x^4} pour x proche de 0 ce qui est le cas de u_n pour n assez grand.  

On a u_{n+1}^b=sin^b(u_n)=(u_n-u_n^3/6+o(u_n^4))^b=u_n^b(1-u_n^2/6+o(u_n^3))^b=u_n^b(1-bu_n^2/6+o(u_n^3)).

Mais en fait on peut directement faire le DL pour a quelconque dans la formule v_n=u_{n+1}^a-u_n^a ce qui donne

v_n=u_n^a(1-au_n^2/6+o(u_n^3))-u_n^a=-\frac{au_n^{2+a}}{6}+u_n^ao(u_n^3).

Il y a convergence lorsque a\geq-2, divergence sinon. Pour la divergence lorsque a<-3 il vaut mieux utiliser le DL que j'ai utilisé hier à 13h41.



J'espère avoir répondu à ta question.

Posté par
marcellus
re : Suite 23-08-09 à 11:56

Mais si a est compris entre -3 et -2, il n'y a pas de réel a UNIQUE... ? l'énoncé demande un réel unique

Posté par
girdav
re : Suite 23-08-09 à 12:48

Donc c'est bien ce qu'a dit dagwa, il faut prendre a=-2 pour l'unicité.

Posté par
marcellus
re : Suite 23-08-09 à 20:40

D'accord, et la limite est alors -a/6 = -1/3, ok merci !

Posté par
dagwa
re : Suite 23-08-09 à 22:52

On a a=-2 donc -a/6=1/3.

En fait pour -3\leq a<-2 on a v_n=-\frac{au_{n}^{a+2}}{6}+u_n^ao(u_n^3). Le premier terme tend vers l'infini et l'autre converge vers 0 donc v_n diverge.

Pour a<-3 il m'a semblé plus facile de montrer la divergence avec le DL utilisant b.



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