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Niveau Maths sup
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DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa

Posté par
lake
11-02-20 à 16:23

Bonjour,

  Étudier la suite (a_n)  définie par a_1 = 1 et par

a_{n+1} = \dfrac{1}{16}.(1+4a_n+\sqrt{1+24a_n})

  Si possible donner son terme général.


Pas d'indications aujourd'hui...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 17:40

Convergence et monotonie c'est assez évident mais pour le terme général je réfléchis encore un peu.

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 18:04

Il est possible d'exprimer son terme général ?
Vous m'avez mis le doute avec « si possible »

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 18:11

L'énoncé original était:

« Donner le terme général de la suite (a_n) définie par... »

Il n'était pas question d'étude.

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 19:36

Fiou je galère..Une petite aide svp ?

J'ai simplifié jusque obtenir du an^2-an mais il reste toujours une racine au dénominateur.

J'ai aussi eu l'idée de calculer la racine du carré de l'expression pour tout simplifier mais pas moyens non plus.

Posté par
carpediem
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 20:00

salut

déjà pour se simplifier la vie poser b_n = 4a_n

connaitre un nombre ou son quadruple c'est du kif kif au même ...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 20:01

Je suis en train d'essayer de conjecturer à partir des premiers termes..vous pensez que ça peut mener à un truc ?

Posté par
carpediem
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 20:10

ça peut ...

maintenant si tu connais la limite L ça peut aussi aider .. en étudiant c_n = a_n - L  ou  c_n = \dfrac {a_n} L ...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 20:14

Je pense que je suis sur la bonne voie.
Les termes se ressemblent trop pour que ce soit un hasard lol

Merci beaucoup.

Je crois qu'elle diverge j'avais démontrer par l'absurde mais au brouillons et en 30 secondes donc pas vraiment valable.

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 21:05

Du coup ça n'a mené à rien..vous n'auriez pas une piste svp ?

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 21:21

J'ai aussi essayé de faire un télescopage ou une astuce avec l'a valeur absolue mais rien..

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 11-02-20 à 22:31

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 09:22

Bonjour,

Il y a une foultitude de méthodes:

   - Émettre une conjecture sur le terme général et la démontrer par récurrence.

      Mais pour cela, il faut calculer les premiers termes; ça devrait être un réflexe...

  - Une suite auxiliaire, par exemple b_n=\sqrt{1+24\,a_n}

Posté par Profil Ramanujanre : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 09:23

On trouve a_1=1
a_2=\dfrac{5}{8}
Mais le terme a_2 est vachement compliqué

Je ne trouve aucune conjecture.

Posté par Profil Ramanujanre : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 09:24

Le terme a_3 est compliqué.

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 09:24

Pas du tout.

Posté par
malou Webmaster
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 09:28

Ramanujan, merci peut-être de laisser Ryanprepa gérer son exercice...suis le fil, mais ne réponds pas à sa place...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 09:29

Je crois tenir un truc.
Je vous tiens au courant

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 10:34

Franchement je ne vois pas du tout je n'ai pas fait ces méthodes cette année notre professeur s'est plus concentrée sur la convergence et les suites « classiques »

Si je pouvais avoir un coup de pouce svp.

Posté par
larrech
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 10:40

Bonjour,

Si je puis me permettre, conjecturer l'expression du terme général, au vu des premières valeurs me semble bien difficile. Le dénominateur, oui, mais le numérateur...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 10:41

Oui moi aussi je ne vois aucun lien au numérateur.

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 10:58

Voyons voir l'aspect conjecture après calcul des premiers termes:

  a_1=1=\dfrac{2}{2}

  a_2=\dfrac{5}{8}

  a_3=\dfrac{15}{32}

  a_4=\dfrac{51}{128}

  a_5=\dfrac{187}{512}

- Une première constatation: a_n semble être rationnel ce qui n'est tout de même pas ordinaire avec la présence de la racine dans la relation de récurrence.

- a_n=\dfrac{p_n}{q_n}

   Je pense qu'on peut conjecturer facilement que q_n=2^{2n-1}

-Reste p_n; on constate que \dfrac{1}{3} est le point fixe de f  (avec a_{n+1}=f(a_n))

   d'où l'idée de regarder ce qui se passe pour 3\,p_n:

     3\,p_1=6=2\times 3=(2^0+1)(2^1+1)

     3\,p_2=15=3\times 5=(2^1+1)(2^2+1)

     3\,p_3=45=5\times 9=(2^2+1)(2^3+1)

    3\,p_4=153=9\times 17=(2^3+1)(2^4+1)

Il semble bien que 3\,p_n=(2^{n-1}+1)(2^n+1)

  Si on ne voit rien, on a l'arme absolue ici:  

On tient donc finalement une conjecture:

     a_n=\dfrac{(2^{n-1}+1)(2^n+1)}{3\times 2^{2n-1}}

  à montrer par récurrence.

Autre solution:

   Lorsqu'on calcule les premiers termes, on remarque rapidement que 1+24\,a_n
 \\ est le carré d'un rationnel d'où l'idée indiquée plus haut d'utiliser la suite auxiliaire (b_n) définie par:

     b_n=\sqrt{1+24\,a_n}

   On cherche ensuite b_{n+1} en fonction de b_n et on tombe en pays connu...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:03

Pourriez-vous me montrer avec l'autre solution s'il vous plaît ?

Je ne pense jamais à la suite auxiliaire et Ducoup je ne sais pas vraiment comment l'appliquer.

Merci beaucoup

Posté par
lionel52
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:04

N'empeche le pauvre Rayan vous le dégoutez alors qu'en vrai les exos de Mpsi sont quand mm pas si compliqués ahah

Posté par Profil Ramanujanre : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:05

Bien trop compliqué sans questions intermédiaires.

Je n'ai même pas vu le rapport entre le point fixe et l'histoire du 3 p_n pourtant j'ai étudié le programme d'analyse de MPSI en entier.

Pareil avec l'histoire du carré d'un rationnel c'est pas dans le cours.

Exercice à astuce introuvable pour un élève lambda. C'est décourageant car on se dit qu'on a étudié 800 pages d'analyse pour rien car aucun résultat du cours ne sert ici.

Posté par Profil Ramanujanre : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:06

lionel52 @ 12-02-2020 à 11:04

N'empeche le pauvre Rayan vous le dégoutez alors qu'en vrai les exos de Mpsi sont quand mm pas si compliqués ahah


Il y en a des difficiles mais celui là c'est abusé trop d'astuces qui sont même pas au programme.

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:06

Là, je te laisser chercher un petit peu:

  

Citation :
On cherche ensuite b_{n+1} en fonction de b_n et on tombe en pays connu...


C'est en cherchant, même si on sèche, et en y passant du temps qu'on progresse.

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:08

Fô pas exagérer:

Cet exercice a été posé au niveau terminale ici:   suite numérique

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:12

Hahaha n'empêche j'adore découvrir ces nouvelles méthodes ça peut toujours être utile et puis ça me fait travailler ma réflexion.

Posté par Profil Ramanujanre : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:18

lake @ 12-02-2020 à 11:08

Fô pas exagérer:

Cet exercice a été posé au niveau terminale ici:   suite numérique


Aucun élève de terminale va trouver un tel exercice.

Même les élèves de prépa vont galérer.

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:22

Ayayay niveau terminal ça fait un coup dans l'ego

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:23

Vous auriez un exercice qui soit vraiment de niveau prépa mathsup et finissable en temps limite avec plusieurs questions s'il vous plaît ?
Sur de l'analyse ou bien des suites.

Merci beaucoup.

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:45

>> Ryanprepa,

Il te reste tout de même:

   1) L'hérédité de la récurrence à faire. (1ère solution avec conjecture).

   2) La suite (b_n) à étudier puis terminer l'exercice. (2ème solution avec suite auxiliaire)

Pour l'instant, rien n'est prouvé...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:49

D'accord la récurrence de la première solution c'est bon je l'ai faite je vais la rédiger.

Là je vais tenter l'autre méthode.

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 11:55

Pour b_n+1 en fonction de b_n je trouve

\sqrt{1+3/2(1+4a_n+b_n)}

Je crois pas que ça m'avance à grand chose.
Je peut poser une suite auxiliaire c_n=bn^2?

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 12:13

Non en fait ça bloque toujours.
Je ne comprend pas comment cette suite auxiliaire peut simplifier le problème.

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 12:13

Citation :
\sqrt{1+3/2(1+4a_n+b_n)}


Oui mais il faut faire disparaître a_n:

   4\,a_n=\dfrac{b_n^2-1}{6}

On arrange tout ça et un petit miracle se produit sous la racine. On s'y attendait...

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 12:36

Je trouve
b_n=\frac{1}{2^{n-1}}+3

Je dois donc simplifier :

a_{n+1}=1/16[1+\frac{b_n^2-1}{6}+\frac{1}{2^n-1}+3]
Sachant que je connais b_n ?

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 12:40

Une erreur:

b_n=3+\dfrac{1}{2^{n-{\red 2}}}

Pour la suite, il est plus simple d'écrire:

   a_n=\dfrac{1}{24}(b_n^2-1)

et oui, on remplace b_n par sa valeur en fonction de n

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 12:40

Ah oui c'est vrais merci

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 13:09

Du coup après simplifications je retrouve bien la formule citée plus haut.

J'ai aussi fait la récurrence dans l'hérédité un carré simplifie la racine et c'est magique.

Je préfère quand même la méthode de la suite auxiliaire je la trouve plus intuitive.

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 13:17

Oui, avec b_n, on tombe sur:

  a_n=\dfrac{1}{3}+\dfrac{1}{2^n}+\dfrac{1}{3\times 2^{2n-1}}

on voit immédiatement que (a_n) est décroissante et converge vers \dfrac{1}{3}

Posté par
Ryanprepa
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 13:22

La méthode de la suite auxiliaire est vraiment utile .
Auriez vous un autre exercice s'il vous plaît pour que je pratique ça ?

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 13:23

Euh... là il faut que je cherche dans mes archives

Mais je crois que tu en as un en route...

Posté par
FerreSucre
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 13:54

Complexe l'exercice, trouver une récurrence entre b_{n+1}.   Et.  b_n c'est quelque chose bonne chance !
(Ça dépasse un peu mes pauvres suites que je résolvais du second ordre + polynôme ou homographes... complexe ou non)

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 17:04

>>FerreSucre:

  Si tu repasses par ici;

  

Citation :
Ça dépasse un peu mes pauvres suites que je résolvais du second ordre


Pas du tout: une autre solution consiste à montrer que la suite (a_n) vérifie la relation de récurrence du second ordre:

 a_{n+2}=\dfrac{3}{4}\,a_{n+1}-\dfrac{1}{8}\,a_n+\dfrac{1}{8}
 \\   (avec a_1=1 et a_2=\dfrac{5}{8}
 \\ )

Posté par
FerreSucre
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 17:21

Ah ouais mdr mais comment tu trouves la relation de récurrence d'ordre 2 ? Mdr je suis curieux de savoir là...

Posté par
FerreSucre
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 12-02-20 à 17:24

Tu fais ça ?

a_{n+2} = Ha_{n+1} + G*a_n + J

Et tu résous ? (Mais c'était possible que ça soit seconde ordre + polynome ou une fonction ou autre ) ?

Posté par
lake
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 13-02-20 à 09:43

Non:

  On sait que \sqrt{1+24\,a_{n+1}}=\dfrac{\sqrt{1+24\,a_n}+3}{2} (voir la suite (b_n) ou refaire).

  On en déduit avec la relation de récurrence de l'énoncé:

  a_{n+1}=\dfrac{1}{8}(2\,a_n+\sqrt{1+24\,a_{n+1}}-1)

  puis \sqrt{1+24\,a_{n+1}}=8\,a_{n+1}-2\,a_n+1

qu'on élimine dans:

   a_{n+2}=\dfrac{1}{16}(1+4\,a_{n+1}+\sqrt{1+24\,a_{n+1}}) pour obtenir:

   a_{n+2}=\dfrac{3}{4}\,a_{n+1}-\dfrac{1}{8}\,a_n+\dfrac{1}{8}

Posté par
malou Webmaster
re : DEMANDES EXERCICES 4 POUR Ryanprepa 13-02-20 à 12:59

FerreSucre @ 12-02-2020 à 17:21

Ah ouais mdr mais comment tu trouves la relation de récurrence d'ordre 2 ? Mdr je suis curieux de savoir là...


tu fais ça dans tes copies ?

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