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Convergence d une suite Sn

Posté par Suzette (invité) 27-02-06 à 23:57

Bonjour à tous,

Je n'arrive pas à terminer l'exercice suivant:

On définit, pour tout entier naturel n > 0, la suite ( u_n ) des nombres réels strictement positifs par : u_n = \frac{n^2}{2^n}
On pose pour tout entier naturel n 5,
S_n = u_5 + u_6 + .. + u_n
On se propose de montrer que la suite (S_n) pour n5 est convergente.

   a) Montrer par récurrence que pour tout entier naturel n5 :
u_n [\frac{3}{4}]^{n-5}

   b) Montrer que pour tout entier naturel n 5,
S_n [ 1 + \frac{3}{4} + (\frac{3}{4})^2 +...+(\frac{3}{4})^{n-5}] x u_5

   c) En déduire que pour tout entier naturel n 5, S_n 4 x u_5

  J'ai démontrer le a) . Je pensais démontrr le b) également par récurrence mais je n'y suis pas arrivée.

Quant au c) j'ai appliqué la formule 1+ q +q^2 +...+ q^n = \frac{1 - q^{n+1}}{1-q} mais j'arrive à 4 (1 -(\frac{3}{4})^{n-4}) x u_5 et je suis bloquée

Merci à ceux qui pourront m'aider et excusez moi si le texte n'est pas bien écrit : c'est mon premier message et j'ai du mal avec le Latex.

Posté par
Rouliane
re : Convergence d une suite Sn 28-02-06 à 00:26

Bonsoir,

Pour la b), en écrivant l'inégalité a) pour n \ge5, on a:
u_5 \le 1
u_6 \le \frac{3}{4}
u_7 \le (\frac{3}{4})^2
.
.
.
U_n \le (\frac{3}{4})^{n-5}

En additionnant ces inégalités, on trouve le résultat voulu

Pour la c), tu y étais presque, il suffit de remarquer que (1-(\frac{3}{4})^{n-4}) \le 1

Nicoco

Posté par Nil (invité)re : Convergence d une suite Sn 28-02-06 à 00:29

Bonsoir Suzette

Pour la question b) il n'y a pas besoin de faire de récurrence, il faut simplement utiliser le resultat établi en a).

Pour tout n>=5 on a :
U(n) <= (3/4)^(n-5)

en particulier :
U(5) <= 1    (en prenant n = 5)
U(6) <= (3/4)  
U(7) <= (3/4)²
...
U(n) <= (3/4)^(n-5)

en ajoutant membre à membre toutes ces inégalités on obtient :

U(5)+U(6)+...U(n) <= 1 + (3/4) + (3/4)² + ... + (3/4)^(n-5)

c'est à dire :
Sn <= 1 + (3/4) + (3/4)² + ... + (3/4)^(n-5)

on a de plus 1 < U(5) (se vérifie facilement par le calcul) donc en multipliant ces deux inégalités (entre réels tous positifs) tu obtient l'inégalité demandée.

Posté par Suzette (invité)re: convergence d une suite Sn 28-02-06 à 00:45

Merci pour les informations. J'étudierai ça demain car je n'ai plus les idées très claires.



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