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Convergence d une suite

Posté par Colle80 (invité) 18-10-05 à 04:18

Salut,

Voici un petit exo qui me pose quelques problèmes. J'ai quelques idées de solutions mais j'aimerais de l'aide et/ou une confirmation.

Enoncé :

Pour n entier naturel et n>= 1, soit la fonction numérique définie sur IR,
f_n(x) = x^n + x^{n+1} +...+ x - 1

1°) Montrer que f_n est strictement croissante

Mon idée est de prendre la dérivée et de dire que la dérivée est un polynôme de dgré n-1 e que les termes de cette dérivée sont tous positifs, donc on peut dire que la dérivée est positive (pas trop sûr là !) d'où f_n croissante

2°) Montrer que l'équation f_n(x)=0 admet une solution unique U_n
et que 1/2 < U_n < 1

Mon idée est bien sûr d'utiliser le théorème des valeurs intermédiaires, mais je ne vois pas trop ...

3°) Etudier la convergence de (U_n)

Merci de votre aide

PS : Désolé pour la notation mais Latex ne semble pas marcher ou je ne suis pas doué ...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Convergence d une suite 18-10-05 à 05:40

Bonjour,

Je ne comprends pas bien la définition de la suite/fonction et le sens des points de suspension :
"f_n(x) = x^n + x^{n+1} +...+ x - 1"
a) les exposants augmentent (n, n+1) puis descendent (x, 1) ?
b) il n'y a que des "+" sauf un "-" à la fin ?

Nicolas

Posté par Colle80 (invité)re : Convergence d une suite 18-10-05 à 20:57

Bonjour,

exact, j'ai fait une erreur les exposants descendent  de n jusqu'à 1.
Et en effet il y a un "-" à la fin ...
J'avais trouvé un exo quelque peu semblable dans le forum :

Question :
Montrer que pour chaque reel n superieur ou egal a 2, l'equation x+x^2+...+x^n=1 a une solution unique qu'on ne chgerche pa a calculer dans [0,1]. On la notera  Rn   (on poura noter Fn la fonction x: x+x^2+...+x^n)

Réponse postée le 13/11/2004 à 13:55
re : posté par : keeho (invité)
1.
- Fn est continue (fonction polynôme)
- Fn(x) est croissante strictement sur [0,1]: en effet, en dérivant, on tombe sur un polynôme de degré n-1 où tous les coeffs sont >0 d'où le signe >0 de la dérivée. (faire une récurrence si tu doutes).
- On remarque maintenant que:
Fn(0) = 0 pour tout n
Fn(1) = n pour tout n (récurrer si besoin)

Maintenant, comme n>1, on a grâce au théorème de la valeur intermédiaire (ou th de la bijection... appelle ça comme dans ton cours) que Fn a une solution unique sur [0,1]


ça semble utilisable ...
Non ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Convergence d une suite 19-10-05 à 10:20

J'ai toujour des doutes sérieux sur ton énoncé.
Je ne pense pas que f_n soit strictement croissante sur R
Prends par exemple :
f_2(x)=x^2+x-1
f_2(-2)=1
f_2(-1)=-1
f_2(0)=-1
f_2(1)=1

Une fois que tu auras clarifié tout cela (peut-être ne se place-t-on que sur R+ ?), la 2) est assez simple.
f(1) se calcule trivialement
f(1/2) aussi : reconnaître la somme des termes d'une suite géométrique.

Nicolas

Posté par Colle80 (invité)re : Convergence d une suite 20-10-05 à 01:35

Bonjour,

Encore exact, j'ai demandé au prof et il y a une erreur sur la feuille polycopiée, il manque un + au IR !!!

donc il faut lire :

Pour n entier naturel et n>= 1, soit la fonction numérique définie sur IR+,
f_n(x) = x^n + x^{n-1} +...+ x - 1

etc ...

décidément, je suis désolé et merci pour l'aide

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Convergence d une suite 20-10-05 à 09:46


1°) Montrer que f_n est strictement croissante
C'est évident, puisque f_n est une somme de fonctions croissantes

2°) Montrer que l'équation f_n(x)=0 admet une solution unique U_n
et que 1/2 < U_n < 1

f_n est continue sur R+
f_n(1/2)=somme des termes d'une suite géométrique... = -(1/2)^n < 0
f_n(1)=n-1 > 0
Donc, d'après le théorème des valeurs intermédiaires, ...

Posté par Colle80 (invité)re : Convergence d une suite 20-10-05 à 18:37

Bonjour,

Merci de votre aide et votre disponibilité
et merci aux auteurs du site

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Convergence d une suite 21-10-05 à 02:31

Je t'en prie.

Posté par Colle80 (invité)re : Convergence d une suite 21-10-05 à 22:32

Bonjour,

Je recopie mon exercice et bizarrement (?) pour le calcul de f_n(1/2), je trouve :

f_n(1/2) = (1/2)^n + (1/2)^(n-1) + (1/2)^(n-2) + ... + (1/2) - 1

f_n(1/2) = (1 - (1/2)^n )/(1 - (1/2))   - 1

f_n(1/2) = 2*(1 - (1/2)^n ) - 1 = 1 - (1/2^(n-1)) et non -(1/2)^n

à moins d'une erreur de calcul de la somme des termes d'une suite géométrique de raison (1/2) et de premier terme 1.

donc f_n(1/2) ne serait pas négatif mais plus petit que 1 et là on peut rien dire ...

??? quelles sont mes erreurs ?

Merci

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Convergence d une suite 22-10-05 à 05:07

De premier terme 1 ou de premier terme 1/2 ?

Posté par Colle80 (invité)re : Convergence d une suite 23-10-05 à 03:33

Bonjour,

Eh oui évidemment je suis idiot, le premier terme ne peut pas être 1, sinon il devrait apparaître dans la somme des termes !

Désolé de vous faire perdre votre temps ...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : Convergence d une suite 23-10-05 à 04:55

Pas de souci.



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