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Niveau Licence Maths 1e ann
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Suites et intégrales

Posté par
Didoune
23-01-10 à 17:19

Bonjour !

Je m'appelle Elodie, je suis en prépa post-DUT afin de tenter le concours d'entrée en école vétérinaire. Je suis en train de faire quelques annales de maths, au milieu de la bio (ça change un peu !), et cet exercice me pose bien des problèmes. Vous verrez, ce n'est pas difficile je pense, c'est seulement que je n'ai pas la fibre des maths dans mes gènes
Merci par avance pour toute l'aide que vous pourrez m'apporter, je précise que cet exo n'est, évidemment, ni noté ni à rendre !

a est un réel strictement positif donné
(toutes les intégrales sont bornées de 0 à a)

J'ai démontré que : tetdt = aea - etdt

Démontrer que ea = 1 + a + (a-t)etdt
Je tourne autour, mais rien n'y fait.

Soit n un entier 1. On pose In = ((a-t)n/n!)etdt
J'ai démontré que : In = (an+1/(n+1)!) + In+1

Démontrer par récurrence que n1 : ea = 1 + a + (a²/2!) + ... + (an/n!) + In

De la même façon, lors de ma récurrence, j'arrive à quelque chose qui n'est pas tout à fait la bonne réponse, à savoir :
ea= 1 + (an+1/(n+1)!) + (an/n!) + In+1
Je n'arrive pas à trouver mon erreur.

Démontrer que : 0In(an/n!)x(ea-1)

On pose Un = an/n!

Je trouve Un+1/Un = a/(n+1)

Démontrer qu'il existe un entier n0 tel que nn0 : Un+1(1/2)Un


En déduire que : nn0 : 0Un Un0 x (1/2)n-n0



Voilà, voilà... ce n'est pas fameux en effet. La bio, (matière très exclusive !!) me rappelle, je reste connectée pour répondre au plus vite à vos éventuelles questions.

Encore merci !
Elodie

Posté par
raymond Correcteur
re : Suites et intégrales 23-01-10 à 17:40

Bonjour.

2$\textrm 1+a+\Bigint_0^a(a-t)e^tdt = 1+a+a[e^a-1]-\Bigint_0^ate^tdt

Maintenant, remplace le dernière intégrale par le résultat que tu cites plus haut.

Posté par
Didoune
re : Suites et intégrales 23-01-10 à 18:00

Merci Raymond, je ne sais pas pourquoi je n'avais pas pensé à développer l'intégrale.

Posté par
verdurin
re : Suites et intégrales 23-01-10 à 18:10

Bonjour,
comme tu as montré que : 3$\int_0^a {t \text{e}^t \text{d}t}= a\text{e}^a -\int_0^a { \text{e}^t \text{d}t}

je suppose que tu sais que 3$\int_0^a { \text{e}^t \text{d}t}=\text{e}^a-1 d'où

3$\int_0^a {t \text{e}^t \text{d}t}= a\text{e}^a -\text{e}^a +1

puis
3$\begin{eqnarray}
 \\ \int_0^a {(a-t) \text{e}^t \text{d}t}&=& \int_0^a {a \text{e}^t \text{d}t}- \int_0^a {t \text{e}^t \text{d}t}\\ 
 \\ &=& a(\text{e}^a-1) -(a\text{e}^a -\text{e}^a +1)\\
 \\ &=& \text{e}^a - a -1 \end{eqnarray}

et tu as la réponse à ta première question.

Ceci permet d'initialiser la récurrence : on a bien \text{e}^a=1+a+I_1
Ensuite si pour une valeur de n on a
\text{e}^a=1+a+\frac{a^2}{2!}+\ldots + \frac{a^n}{n!}+I_n on remplace I_n par \frac{a^{n+1}}{(n+1)!}+I_{n+1}

Voila, j'espère que ça t'aidera pour le début...

Posté par
Didoune
re : Suites et intégrales 23-01-10 à 18:32

Merci verdurin !
Tu m'as permis de trouver mon erreur dans ma récurrence, c'est vraiment une bonne chose !!

Posté par
Didoune
re : Suites et intégrales 23-01-10 à 22:14

Je m'excuse de vous relancer, mais j'aimerais vraiment pouvoir boucler cet exo avant lundi, histoire de l'ajouter à mes révisions. Pouvez-vous m'aider à le corriger ? Merci !

Elodie

Posté par
verdurin
re : Suites et intégrales 24-01-10 à 19:11

pour montrer que
3$ I_n<\frac{a^n}{n!}(\text{e}^a-1) une récurrence est inutile, une majoration suffit.

Il suffit de remarquer que si 0\le t \le a alors 0\le a-t \le a et donc (a-t)^n\le a^n

On a alors
3$I_n \le \int_0^a{\frac{a^n}{n!}\text{e}^t \text{d} t}=\frac{a^n}{n!} \int_0^a{\text{e}^t \text{d} t}= \frac{a^n}{n!}(\text{e}^a-1)

Ensuite en posant, comme tu le fis, u_n = \frac{a^n}{n!} on a bien u_{n+1}=\frac{a}{n+1} u_n et donc u_{n+1}\le\frac{\,1\,}{2} u_n dès que \frac{a}{n+1}\le \frac{\,1\,}{2}

Je te laisse compléter.
A+



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