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Dm de maths TS

Posté par
vaness62
02-05-18 à 14:16

Bonjour à tous, j'espère que vous passer de bonne vacances, j'ai un dm de mathématiques pour la rentrer. Sur cinq exercice, il n'y a que celui-ci qui me pose problème. malheuresement malgré de nombreuses recherches, je n'arrive pas à le résoudre. pouvez-vous m'aidez svp ?
On considère la suite (un) définie par u0 = 0 et un+1 = un +3n(n +1)+1 pour tout entier n > 0.
1. À l'aide d'une calculatrice, conjecturer une expression explicite de un.
2. Démontrer cette égalité en utilisant une démonstration par récurrence.
3. Écrire un programme en Python qui demande un entier naturel n et qui affiche le terme de
rang n de la suite (u).
4. Écrire un programme en Python qui demande un entier naturel n et qui affiche tous les
termes de rang inférieur ou égal à n de la suite (u).

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 14:29

Bonjour,
As-tu au moins fait la première question ? Quelle conjecture as-tu trouvé ?

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 14:47

bonjour, non je ne l'est pas faite. je ne comprends pas ce qu'il veut dire par expression explicite.

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 14:52

Par expression explicite, on entend une fonction de n. On aurait ainsi directement le calcul de un sous la forme un=f(n).
Pour conjecturer cette fonction, encore faut-il avoir calculé les 5 ou 6 premiers termes pour se faire une idée...

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 15:09

un=n3
puisque quand nous calculons les premiers termes nous avons
u1=1
u2=4
u3=27
u4=64

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 15:21

Je trouve la même chose.
Donc f(n)=n3.

Il s'agit maintenant de démontrer cette conjecture par récurrence.

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 15:38

c'est la où je bloque j'ai fait l'initialisation en montrant que la propriété était vraie au rang 1. mais je n'arrives pas à faire l'hérédité.

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 17:23

Soit un entier n tel que un=n3

On en déduit que un+1=un+3n(n+1)+1
donc : un=n3+3n(n+1)+1

Or (n+1)3= ...

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 17:43

je ne comprends pas comment vous passer de la 3ième à la 4ieme

Posté par
malou Webmaster
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 17:49

il ne passe pas de la 3e à la 4e justement, il aimerait bien
d'où l'idée

mais que vaut (n+1)³=(n+1)²*(n+1)=....
et tu verras bien
....

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 17:53

(n+1)3= n3+1

Posté par
malou Webmaster
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 17:54

tu te f....de moi là.....je t'ai dit comment le calculer

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 17:56

Pour que l'hérédité soit démontrée, il faut que, partant d'un entier n tel que un=n3, on puisse en déduire que un+1=(n+1)3

Prenons un entier n tel que un=n3 (on sait qu'il en existe car cette égalité est vraie pour n=0, n=1, n=2). Cette égalité est ce qu'on appelle l'hypothèse de récurrence.

On déduit : un+1=un+3n(n+1)+1  par définition

Donc :    un+1=n3+3n(n+1)+1 d'après l'hypothèse de récurrence

Or (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3

Donc (n+1)3=n3+...

On peut alors conclure.

Posté par
malou Webmaster
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 17:58

je te croyais parti patrice rabiller, je te laisse...

vaness62, pour travailler des exos sur la récurrence, Le raisonnement par récurrence : principe et exemples rédigés

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 18:00

(n+1)² on est de la forme (a+b)²=a²+2ab+b²
(n+1)²=n²+2*n*1+1²
(n+1)²=n²+2n+1
(n²+2n+1)*(n+1)
n²*n +n²*1+2n*n+2n*1+1*n+1*1
n3+n²+2n²+2n+n+1
n3+3n²+3n+1

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 18:03

merci Malou, j'irais voir car je n'y arrive vraiment pas. est -ce que la deuxième manière dont j'ai résolu l'opération est correcte ?

Posté par
malou Webmaster
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 18:27

ton développement de 18:00 est OK cette fois

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 18:47

d'accord merci donc si je résume,
Initialisation:
Vérifions si la propriété est vraie au rang 1
u1=13=1
u0+1= 0+3*0(0+1)+1= 1
1=1
Donc la propriété est vraie au rang 1
Hérédité: Supposons que pour n fixé, n>0
Formulons une hypothèse de récurrence
Soit n un entier tel que un=n3
On en déduit que un+1= n3+3n(n+1)+1
Nous devons démontrer que un+1=n3+3n(n+1)+1

Or (a+b)3=a3+3a2b+3ab2+b3
Donc (n+1)²*(n+1)=(n+1)²=n²+2*n*1+1²
(n+1)²=n²+2n+1
(n²+2n+1)*(n+1)
n²*n +n²*1+2n*n+2n*1+1*n+1*1
n3+n²+2n²+2n+n+1
n3+3n²+3n+1
Conclusion: l'hypothèse de récurrence est vraie, la propriété est vraie au rang n+1, elle est donc vraie pour tout n
est -ce que si j'écris cela sur ma copie, c'est bon ?
De plus, pouvez vous m'aidez pour les deux dernières questions car je n'arrives pas à écrire en python ni  a faire les algorithme.
Sachant que je vais au sport, je serais de retour sur le forum soit ce soir vers 22 heures ou demain matin.
Je remercie Malou et Patrice rabiller pour l'aide que vous m'avez déjà apporter.

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 02-05-18 à 19:11

Bel effort de rédaction, même s'il y a quelques fautes (j'en fait aussi).
Globalement ton raisonnement se tient, même si le déroulé de la démonstration pourrait être amélioré. Pour ma part, j'accepterais ce texte d'un élève.

Avant d'écrire le programme en Python, il faut rédiger l'algorithme en français. Une fois que ce sera fait, la traduction en Python (ou dans un langage quelconque) sera facile.

J'imagine que l'algorithme doit être basé sur la définition de départ et non pas sur la formule explicite démontrée par récurrence...

C'est toujours la même démarche :
1) choisir les variables,
2) les initialiser (soit par programme, soit par saisie en entrée)
3) écrire la structure itérative globale (la boucle)
4) préciser ce qui doit être affiché en sortie

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 12:05

Re Bonjour, après une bonne nuit de sommeil me revoilà
donc si j'ai bien compris pour la question 3,
variables: u et n sont des nombres
Initialisation: Affecter la valeur superieur a 1 a n
                               Affecter la valeur 0 à u
Traitement : calculer un+1 = un +3n(n +1)+1
                                                n prend la valeur n+1
                                                 u prend la valeur un+1
Sortie:  Afficher n
Est- ce que celui ci est correct ?

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 12:14

Un autre exercice de mon dm, me pose quelques problème, je croyais réussir à le faire mais malheureusement je n'y arrive pas.  Est- ce que je dois refaire un nouveau post ou est ce que je peux le mettre à la suite de celui ?

Posté par
malou Webmaster
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 13:51

autre exercice = autre sujet oui

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 14:47

d'accord merci beaucoup

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 14:52

pour la question 3,
variables: u et n sont des nombres
Initialisation: Affecter la valeur superieur a 1 a n
                               Affecter la valeur 0 à u
Traitement : calculer un+1 = un +3n(n +1)+1
                                                n prend la valeur n+1
                                                 u prend la valeur un+1
Sortie:  Afficher n
Est- ce que celui ci est correct ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 15:11

Citation :
Est- ce que celui ci est correct ?

Pas tout à fait. Les variables sont bien u et n mais il faut aussi une variable entière, k par exemple, qui va parcourir l'intervalle de 0 jusqu'à n. Il ne faut pas utiliser la variable un mais seulement u qui prend successivement les différentes valeurs de la suite.

Initialisation :
      Affecter 0 à u et à k
      Lire n
Traitement :
      Tant que k<n faire
            Affecter à u la valeur u+3k(k+1)+1
            Affecter à k la valeur k+1
      Fin tant que
Sortie :
      Afficher u

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 15:13

D'accord mais du coup avant l'initialisation, est - ce que je peux rajouter
variables: u, n et k sont des nombres ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 15:18

Oui.

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 15:19

D'accord donc maintenant pour l'écrire en python, on fait comment ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 15:31

Désolé, je ne maîtrise pas ce langage. Je peux te l'écrire, en Basic, en Pascal, en Java, en langage Ti ou Casio, en langage Scratch et même en Processing. Revois ton cours sur Python, ce n'est certainement pas le plus difficile à faire

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 15:33

le problème est que je n'ai pas fait de cours sur celui -ci. Je vais essayer de faire l'algorithme de la question 4 et je vous le mettrais

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 15:40

par contre je ne comprends pas la différence entre la question 3 et la question 4

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 16:58

Dans la question 3, on demande d'afficher le terme de rang n. L'algorithme calcule tous les termes à l'aide de la relation de récurrence, puis, après la boucle tant que (après le "fin tant que") on affiche u en sortie

Dans la question 4, on demande d'afficher tous les termes de la suite jusqu'au rang n (et pas seulement le dernier). Il faut donc faire l'affichage de u à l'intérieur même de la boucle tant que, au fur et à mesure des calculs. La valeur de u change à chaque passage dans la boucle et elle est affichée à chaque fois.

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:05


Initialisation :
      Affecter 0 à u et à k
      Lire n
Traitement :
      Tant que k<n faire
            Affecter à u la valeur u+3k(k+1)+1
            Affecter à k la valeur k+1
             Afficher u
      Fin tant que
Sortie :
  Afficher n
c'est cela ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:29

Il n'est pas nécessaire d'afficher n en sortie. La sortie des résultats se fait à l'intérieur du traitement. Sinon, ton algorithme est correct.
Pour Python, tu n'as peut être pas eu de cours, mais tu as eu sûrement des exemples de programmes écrit en Python. Il suffit de lire les exemples pour voir :
-> comment on déclare les variables (dans certains langages la déclaration n'est pas obligatoire)
-> comment on initialise une variable (parfois on peut le faire au moment de la déclaration)
-> comment se fait une affectation (souvent avec l'horrible signe = très mal choisi à mon avis mais on n'y peut rien et c'est une autre histoire)
-> comment on fait une boucle tant que avec une condition (test de sortie de boucle)
-> comment on affiche un résultat sur l'écran

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:38

oui c'est bon merci j'ai trouvé pour python grâce à cette fiche. je n'arrives juste pas à trouvé comment faire fin tant que:
http://download.tuxfamily.org/edupython/Bases.pdf
du coup, pour l'algorithme je n'affiche rien en sortie ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:45

La fin d'une boucle se fait peut-être avec l'accolade fermante (je dis ça de mémoire)
Quelque chose comme ça :

While (condition){
            ...
}

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:48

ha d'accord. du coup en sortie, je n'affiches rien ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:48

Non, il n'y a rien à afficher en sortie après la boucle. Les affichages se font à l'intérieur de la boucle.

Je trouve d'ailleurs désolant qu'on demande aux élèves de décrire un algorithme avec 4 phases :

1) déclaration des variables
2) initialisation
3) traitement
4 )sortie

Ce type de structure n'est pas adapté à notre exemple. Personnellement je ne présente pas les algorithmes de cette manière. Je montre à mes élèves cette manière de faire, mais je leur montre d'autres présentations aussi.

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:50

et c'est quoi la condition ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 17:55

La condition est une expression logique ou booléenne (qui ne peut prendre que 2 valeurs possibles : vrai/faux). Ici, la condition est "k<n" . Lorsque la condition est remplie (résultat vrai) la boucle continue. Lorsque la condition n'est plus remplie, la boucle s'arrête (et le programme aussi).

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 18:04

donc pour le programme pyhon de l'algorithme  de la ques 3
u==0
k==0
while k<n faire
u==u+3k (k+1)+1
k==k+1
while( true) {
...
}
Print('u")
il y a juste le faire que je ne suis pas sûr et le lire n que je n'est pas mit. est ce que lire n on peut l'interpréter comme demander la valeur de n ?

Posté par
patrice rabiller
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 18:15

Plusieurs erreurs :
le double signe == ne sert pas pour l'affectation mais pour l'égalité. Si a=b alors ... s'écrit probablement en Python (comme en C ou Java) If (a==b) ...

Pour l'affectation je crois que c'est le simple signe =

La boucle while (true) doit être enlevée sinon ton programme ne se terminera jamais

La saisie en entrée : je ne sais pas comment elle se fait en Python. Il faudrait qu'un autre correcteur prenne le relai.

Posté par
vaness62
re : Dm de maths TS 03-05-18 à 18:27

d'accord merci beaucoup pour votre aide



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