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Niveau Licence Maths 1e ann
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Démontrer la (dé)croissance d'une suite

Posté par
LaCendre
24-03-16 à 21:07

Bonnjour à tous, je suis en Fac et j'ai un petit DM à faire où il y a un exo sur les suites, c'est tout bête, j'ai je bloque sur un point, mais d'abord l'énoncé :

x0 = \frac{1}{2}
xn+1 = \frac{2}{3}(x +  \frac{1}{x^2})

Et donc il faut prouver que xn est décroissante et qu'elle converge, pour la convergence je pense m'en débrouiller, c'est plutôt pour montrer qu'elle est décroissante que je bloque, je n'ai pas fais ce genre d'exercice depuis plus d'un an et ce qui me bloque, c'est que x1 = 3, et c'est à partir de ce x1 que les termes suivants commencent à décroître vers racine cubique de 2, mais j'ai du mal à produire une démonstration rigoureuse..

Je me demandais donc si je pouvais calculer x1 et démontrer la "décroissance" de un en prenant pour "premier" terme (bidouillage bien trop artisanal à mon goût mais surtout à celui de mon prof) car à partir de u1 = 3 ça marche

Si vous pouviez éclairer ma lanterne, me donner une petite piste de recherche sans me macher le travail, juste une méthode car je ne vois juste pas trop comment m('y prendre,

merci d'avance!

Posté par
verdurin
re : Démontrer la (dé)croissance d'une suite 24-03-16 à 21:22

Bonsoir,
tu peux dire, je n'ai pas vérifié si c'est vrai ( mais ça me semble vraisemblable ), que la suite est décroissante à partir du rang 1.

Ce qui est certain, c'est que la suite (x_n)_{n\in\N} définie par
x_0=\frac12
 \\ x_{n+1}=\frac23\bigl(x_n+\frac1{x_n^2}\bigr)
n'est pas décroissante.

Posté par
LaCendre
re : Démontrer la (dé)croissance d'une suite 24-03-16 à 22:13

Merci pour la réponse rapide, du coup il y a une erreur dans l'énoncé ou bien est-ce que lorsqu'on parle d'un suite, on peut dire qu'elle est décroissante sur décroît A PARTIR d'un certain rang?

Encore merci d'avance et bonne soirée

Posté par
verdurin
re : Démontrer la (dé)croissance d'une suite 24-03-16 à 22:35

Bien sûr, on peut dire qu'une suite est décroissante à partir d'un certain rang.
Je crois même que c'est ce que l'on te demande.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Démontrer la (dé)croissance d'une suite 24-03-16 à 23:14

Et il est toujours utile de regarder graphiquement ce qui se passe :
Démontrer la (dé)croissance d\'une suite

Posté par
LaCendre
re : Démontrer la (dé)croissance d'une suite 25-03-16 à 07:29

Ok merci à tous pour vos réponses!

Posté par
LaCendre
Démontrer inéquation 30-03-16 à 13:11

Bonjour!

J'étais passé il y a quelque jour sur ce forum pour poser une question sur un DM, et aujourd'hui j'ai de nouveau besoin d'un conseil..

Je dois trouver une relation utilisant xk > 3√2 pour démontrer que xk+1 = (2/3)*(xk+(1/(xk2)) > 3√2 (pour un problème de démonstration par récurrence)

Je voulais recopier ce que j'avais trouvé jusqu'à lors, mais ce serait inutile, j'avais réussi à arriver finalement à xk+1 > (2/3)*(3√2 + (1/(3√2)2))

Cette grosse expression, une fois simplifiée, on s'aperçoit qu'elle est égale à 3√2

Mais je me suis trompé dans mon calcul j'avais oublié d'inverser le > quand j'ai voulu faire l'inverse de part et d'autre de l'inéquation.. Pourtant je trouvais ce qu'il fallait à la fin..

Quelque chose m'échappe je ne sais pas comment me dépatouiller a partir de là

Merci d'avance si vous avez une technique car je pense ne pas être très loin de la solution..

Merci d'avance, n'hésitez pas à me demander de réexpliquer si je me suis pas mal exprimé sur un point car je sais que je m'exprime mal, en plus je suis sur le portable et je ne peux pas trop utiliser le LaTeX

*** message déplacé ***

Posté par
machyd
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 13:39

Bonjour, je n'ai pas très bien compris ce que tu dois prouver par récurrence.

*** message déplacé ***

Posté par
LaCendre
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 14:18

Bonjour,

Je dois prouver par récurrence que xn > 3√2 avec x0 = 0,5 et xn+1 = (2/3)*(xn + 1/xn2)

Init: P(0) fausse car inférieur donc on prend P(1) qui est, elle, vraie car x1 vaut 3 donc on prend comme premier terme x1

Hérédité: Supposons qu'il existe un entier k tel que P(k) soit vraie, c'est-à-dire xk > 3√2, démontrons alors que P(k+1) est vraie aussi, c'est-à-dire xk+1 > 3√2

xk > 3√2
xk2 > (3√2)2
1/(xk2) < 1/(3√2)2
xk + 1/(xk2) > 3√2 + 1/(3√2)2
(2/3)*(xk + 1/(xk2)) > (2/3)*(3√2 + 1/(3√2)2)

Dernière ligne: le premier membre c'est uk+1 et le second membre en redéveloppant c'est pile poil 3√2 donc démontré

MAIS (car il y a un mais) je ne suis pas du tout sur de ma démo vers la troisième ligne quand je je change le signe et tout je suis pas trop à l'aise..

Merci d'avance

*** message déplacé ***

Posté par
machyd
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 14:31

Tu ne t'es pas trompé, il fallait bien changer le sens de l'inégalité à la 3eme ligne mais sur le reste je sais pas car j'ai pas compris ton passage de la 3eme ligne a la 4eme.

*** message déplacé ***

Posté par
LaCendre
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 14:39

Et bien c'est là le problème, j'ai ajouté la première à la troisième ligne afin de former la quatrième, comme lorsqu'on fait un pivot de Gauss (simplifier les lignes) par exemple, je n'étais pas sur (et je ne le suis toujours pas d'ailleurs..) mais j'ai testé avec des valeurs simples (x > 2):

x > 2
x2 > 4
1/x2 < 0,25
x + 1/x2 > 2,25 et ça a l'air de marcher pour tout x > 2.. Si j'arrive à justifier le passage à la ligne 4, est-ce que mon raisonnement sera juste?

*** message déplacé ***

Posté par
LaCendre
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 14:43

Si ma récurrence est fausse, pourrais-tu m'aider à la faire ou me donner une piste?

*** message déplacé ***

Posté par
machyd
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 14:45

Oui après c'est juste.

*** message déplacé ***

Posté par
machyd
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 14:47

Elle juste, je ne vois pas d'erreur.

*** message déplacé ***

Posté par
LaCendre
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 14:51

Et le passage à la ligne 4? Car la ligne 4 est juste ça c'est sur à 100%, mais dois-je la justifier a l'aide d'une éventuelle étude de signe? Ou la manipulation ligne 1 + ligne 3 = ligne 4 fait-elle office de justification?

*** message déplacé ***

Posté par
carpediem
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 17:44

salut

pourquoi ne pas poursuivre à la suite de Démontrer la (dé)croissance d'une suite

sinon

Citation :
http://www.maths-forum.com/superieur/suites-t173127.html


*** message déplacé ***

Posté par
carpediem
re : Démontrer inéquation 30-03-16 à 17:45

salut

pourquoi ne pas poursuivre à la suite de Démontrer la (dé)croissance d'une suite

sinon

*** message déplacé ***

Posté par
veleda
re : Démontrer la (dé)croissance d'une suite 30-03-16 à 18:54

bonjour,
pas facile de s'y retrouver  mais
tu fais une erreur quand tu ajoutes la ligne1 à la ligne3
ce sont deux inégalités de sens contraire


tu devrais  étudier le signe de x_{n+1}-x_n

Posté par
carpediem
re : Démontrer la (dé)croissance d'une suite 30-03-16 à 20:43

posons r = \sqrt[3] 2

x_{n + 1} - x_n = f(x) - x = \dfrac 2 3(x + \dfrac 1 {x^2}) - x = - \dfrac 1 3 (x - \dfrac 2 {x^2}) = -\dfrac 1 {3x^2}(x^3 - 2) = -\dfrac 1 {3x^2}(x - r)(x^2 + xr + r^2)

1/3x^2 et x^2 + rx + r^2 sont positifs

si x_n > r alors par récurrence ::

1/ x_{n + 1} > r
2/ (x_n) est décroissante

x_0 = 1/2 ne vérifie pas 1/ donc il faut initialiser au bon rang

....



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