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Démonstration par récurrence, solution alternative

Posté par
Lecyk
17-12-23 à 23:40

Bonjour, je viens de terminer l'exercice suivant :

Démontrer par récurrence que pour tout entier naturel \geq 5, 2^n> n^2

Initialisation :
 2^5 = 32
5^2 = 25

P(5) est vraie.

Hérédité : Supposons P(n) vraie avec n>=5
2^n>n^2

On a :
2^\left[n+1 \right] =2^n + 2^n
Et :
(n+1)^2 = n^2 + 2n + 1

Aussi, nous remarquons(toujours avec n>=5) que
n\geq 5  et 2+\frac{1}{n} < 3
Alors
n> 2+\frac{1}{n}
Ce qui amène
n^2 > 2n + 1 en multipliant chaque membre de l'inégalité par n(l'ordre est conservé car n est positif).

On a donc : 2^n + 2^n > n^2 + n^2 > n^2+2n+1
Et plus particulièrement :
2^n+2^n > n^2+2n+1
Ce qui amène finalement :
2^\left[n+1 \right] > (n+1)^2
Conclusion :
P(5) est vraie et P(n) est héréditaire, ainsi P(n) est vraie pour tout n>=5.

Voilà, je trouve ma démonstration compliqué pour ce qui est démontré, j'ai l'impression qu'il y avait plus simple et que je suis passé à côté.
Si vous pouvez m'aiguiller je suis preneur !

Par ailleurs si vous avez des conseils sur la rédaction je prends aussi bien entendu !

Voilà merci !

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Démonstration par récurrence, solution alternative 18-12-23 à 07:55

Bonjour,
Il n'y a pas de démonstration très simple pour l'hérédité.
Un conseil pour la rédaction :
Définir P(n) avant de parler de P(5) ; autrement dit, avant l'initialisation.

Si tu veux vraiment quelque chose de plus "naturel" pour l'hérédité, on peut commencer par 2n+1 > 2n2 puis démontrer 2n2 > (n+1)2 en transformant la différence 2n2 - (n+1)2.

Posté par
carpediem
re : Démonstration par récurrence, solution alternative 18-12-23 à 20:27

salut

oui et pour compléter la réponse de Sylvieg : le calcul de la différence qu'elle te demande conduit exactement à tes manipulations ... qu'on peut simplifier cependant pas l'étude directe d'un trinome

Posté par
Lecyk
re : Démonstration par récurrence, solution alternative 20-12-23 à 22:16

Ok Sylvieg ! Merci !

Oui je présente la propriété avant l'initialisation habituellement ; une étourderie !

carpediem ; Ok merci ! Oui je comprends ; n2-2n-1 est du signe de x, sauf entre ses racines si elles existent, en les calculant, on déduit l'intervalle sur laquelle le trinôme est positif etc

Posté par
Lecyk
re : Démonstration par récurrence, solution alternative 20-12-23 à 22:33

du signe de a*

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Démonstration par récurrence, solution alternative 21-12-23 à 08:09

De rien
Pour le signe de n2-2n-1, tu peux te contenter de ceci :
n2-2n-1 = n(n-2) -1 \; et \; n(n-2) 53 .

Posté par
carpediem
re : Démonstration par récurrence, solution alternative 21-12-23 à 09:33

ou encore que n^2 - 2n - 1 = (n - 1)^2 - 2 qui est positif dès que n 3 ...

Posté par
pupuce20
re : Démonstration par récurrence, solution alternative 21-12-23 à 11:41

On peut aussi multiplier l'hypothèse de recurrence par (1+\frac{1}{n})^{2} qui est strictement compris entre 1 et 2!



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