Voilà le texte du problème 1988, Académies Paris-Créteil-Versailles.
Ma question : dans B.2.d, je trouve
alors que le calcul numérique me donne
pour
.
Merci les matheux !
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Problème (11 points sur 20)
A. L'objet de cette partie est d'étudier la fonction f définie sur
par
, si
et
1. Encadrement de
.
a) Prouver que, pour tout nombre réel
,
b) En intégrant ces inégalités, établir que pour tout réel
2. Etude d'une fonction auxiliaire.
Soit
la fonction définie sur
par :
.
a) Montrer que
est dérivable et calculer
.
b) Prouver que, pour tout nombre réel
,
.
(pour majorer
, on minorera
)
c) En déduire que, pour tout réel
,
(2)
3. Variations de la fonction
.
a) Montrer que f est dérivable sur
et calculer
.
b) Etablir que, pour tout nombre réel
,
.
Grâce à (2), en déduire le sens de variation de
.
4. Etude de
aux bornes de l'intervalle de définition.
a) Déterminer la limite de
lorsque
tend vers
.
b) Prouver que
(3)
A cet effet, on notera que (2) fournit un encadrement de
et on en déduira un encadrement de
.
c) En déduire que
est dérivable en
et calculer
. Donner une équation de la tangente
à
au point d'abscisse
et, grâce à (1), préciser la position de
par rapport à
.
5. Dresser le tableau de variation de
et tracer la courbe
et la droite
.
B. L'objet de cette partie est d'étudier la suite
de nombres réels définie par les relations
si
et
,
où
est un réel strictement positif donné.
1. Convergence de la suite
a) Prouver que, pour tout entier
,
et que la suite
est décroissante.
b) Montrer que cette suite converge. Etablir que sa limite
est nulle (on pourra utiliser les variations de
).
c) On prend
. A l'aide de la calculatrice, obtenir des valeurs approchées de
et
. Que peut-on conjecturer pour la limite de
lorsque
?
2. Encadrement de
.
A partir de cette question, on prend
. Pour tout entier
, on pose
.
a) Exprimer
en fonction de
. En déduire, à l'aide de (3), la limite de
.
b) Prouver que, pour tout réel
,
.
A cet effet, on pourra utiliser (2) en établissant d'abord que
.
c) En déduire que, pour tout entier
,
(4)
puis que
(5)
d) En effectuant la somme des inégalités (5), encadrer
. En déduire que pour tout entier
,
(6)
Déterminer enfin la limite de
, lorsque
. A cet effet, on établira la majoration
et on encadrera
grâce à (4) .