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Niveau Licence Maths 1e ann
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Suites bornées et monotone

Posté par
mathildeda
20-10-08 à 16:41

Bonjour,
J'ai des difficulté en analyse et j'aurais besoin de votre aide si possible.
Voici l'exercice :
Soit la suite u(n) n€N défini par :
u(n+1) = (1 + (3/2)u(n))(-1/2)

On considère les suites v(n) = u(2n) et w(n) = u(2n+1) avec n€N
Montrer que ces suites vérifient une même relation de récurrence et qu'elles sont les limites possibles.


j'ai donc fait :
v(n+1) = u(2(n+1))
       = (1 + (3/2)(1 + (3/2))(-1/2))(-1/2)
w(n+1) = u(2(n+1)+1)
       = 1 + (3/2)(v(n+1))(-1/2)
Mais je ne comprend pas pourquoi il pourrait y avoir plusieurs limites.

Ensuite on nous demande de montrer que les suites v(n) et w(n) sont bornées et monotones. En déduire que u(n) est convergente.

j'ai pensé que l'on pouvait dire que u(n) < v(n) < (w(n) < w(n+1)
Mais je pense que c'est faux.

Pouvez vous m'aider s'il vous plait.
Merci d'avance.

Posté par
pythamede
re : Suites bornées et monotone 20-10-08 à 17:13

Citation :
v(n+1) = u(2(n+1))
       = (1 + (3/2)(1 + (3/2))(-1/2))(-1/2)


Si je comprends bien, vn+1 ne dépend pas de n ! Tu ne trouves pas ça bizarre ?

Ton expression de u2(n+1) est fausse ! U_{2(n+1)} est défini par récurrence en fonction de u_{2n+1} comme tous les éléments de cette suite u respectueux de la règle de récurrence :

u_{2n+2}=[1+(\frac{3}{2})u_{2n+1}]^{-\frac{1}{2}}

Je crois que tu n'es pas parti dans la bonne direction. La suite u est définie par récurrence en fonction du terme précédent. La suite v, pour l'instant, tout comme la suite w, est défini en fonction du terme situé deux indices plus bas dans u_n. Pourquoi ne pas essayer d'exprimer u_{n+2} en fonction de u_{n} ! Comme v_{n}=u_{2n} et comme v_{n+1}=u_{2n+2}, si l'on peut exprimer u_{2n+2} en fonction de u_{2n}, on pourra du même coup exprimer v_{n+1} en fonction de v_n, et aussi w_{n+1} en fonction de w_n !

Moi, je préfère me ramener à de bonnes vieilles racines carrées :

u_{n+1}=[1+(\frac{3}{2})u_n]^{-\frac{1}{2}}=\frac{1}{[1+(\frac{3}{2})u_n]^{\frac{1}{2}}}=\frac{1}{\sqrt{1+(\frac{3}{2})u_n}}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2+3 u_n}}

Je trouve que c'est plus clair !

u_{n+2}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2+3 u_{n+1}}}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{2+\frac{3\sqrt{2}}{\sqrt{2+3 u_n}}}}=\frac{\sqrt{2}(2+3 u_n)}{\sqrt{2\sqrt{2+3 u_n}+3\sqrt{2}}}

Même assez compliquée, cette relation est bel et bien une relation entre u_{n+2} et u_n


C'est donc une relation qui s'applique à v_n et à w_n :

u_{n+2}=\frac{\sqrt{2}(2+3 u_n)}{\sqrt{2\sqrt{2+3 u_n}+3\sqrt{2}}}

v_{n+1}=\frac{\sqrt{2}(2+3 v_n)}{\sqrt{2\sqrt{2+3 v_n}+3\sqrt{2}}}

w_{n+1}=\frac{\sqrt{2}(2+3 w_n)}{\sqrt{2\sqrt{2+3 w_n}+3\sqrt{2}}}

Les deux suites v_n et w_n vérifient bien la même relation de récurrence !

A présent, sauras-tu dire quelles sont les limites possibles de v_n et de w_n ?

Posté par
mathildeda
re : Suites bornées et monotone 20-10-08 à 19:58

Comme limite possible je ne vois que +

Posté par
pythamede
re : Suites bornées et monotone 20-10-08 à 22:51

Si une suite récurrente, définie par u_{n+1}=f(u_n) a une limite finie l, alors, nécessairement, l=f(l) !

Cherche à résoudre : l=f(l) !



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