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exercices sur les suites, problème d encadrement !

Posté par snow (invité) 25-04-05 à 12:15

Merci d'avance à vosu tous de me donner un coup de patte !

Volià l'énoncé de mon problème :

On rappelle que :x[0;+\infty[,      x-\frac{x^3}{6}\le sin x\le x

On considère les deux suites (U_n) et (V_n) définies pour tout entier naturel n non nul par :

U_n = sin(\frac{1}{n^2}) +sin(\frac{2}{n^2})+...........+ sin(\frac{n}{n^2})

V_n = \frac{1}{n^2} + \frac{2}{n^2} + .......+ \frac{n}{n^2}

Questions :

1°) Démontrer que : n \in \mathbb{N^*},   V_n=\frac{n+1}{2n}

2°)Démontrer que : pour tout entier k compris entre 1 et n,    \frac{k}{n^2}-\frac{k^3}{n^6} \le sin(\frac{k}{n^2}) \le \frac{k}{n^2}

3°) Démontrer, par récurrence, que : \forall n \in \mathbb{N^*}, 1^3 + 2^3 + ....... + n^3 \le n^4

4°) a) Déduire des résultats précédents que :

              \forall n \in \mathbb{N*},\hspace{6} V_n - \frac{1}{6n^2} \le U_n \le V_n

    b) En déduire la limite de la suite (U_n)


La question 1°) est résolue.

C'est la question 2 qui me pose problème, j'ai essayé de la résoudre de cette façon :

J'ai posé X=\frac{k}{n^2}, et j'en ai déduit que :

\frac{k}{n^2} - \frac{k^3}{6n^6} \le sin(\frac{k}{n^2}) \le \frac{k}{n^2}
mais comme vous pouvez le voir, il y a un 6 qui gène....


Merci d'avance !

Posté par dolphie (invité)re : exercices sur les suites, problème d encadrement ! 25-04-05 à 12:39

salut, *

2. tu peux conclure en disant que:
pour tout entier k et tout entier non nul n:
\frac{k^3}{6n^2} < \frac{k^3}{n^2}
et par conséquent: -\frac{k^3}{6n^2} > -\frac{k^3}{n^2}
et donc \frac{k}{n^2}-\frac{k^3}{6n^2} > \frac{k}{n^2}-\frac{k^3}{n^2}

Posté par minotaure (invité)re : exercices sur les suites, problème d encadrement ! 25-04-05 à 12:49

salut
et bien moi je crois que le resultat demande est peut etre juste (il faut alors montrer que sin(x) >= x-x^3 (x dans [0,1] )

mais vu les autres questions je pense qu'en fait on veut demontrer que k/n²-k^3/(6n^6) =< sin(k/n²) =< k/n² (erreur d'enonce, certes le  resultat demande peut etre juste mais ca ne colle pas avec les autres questions)

explication ? c'est la question 4a qui nous la donne.


on va montrer que V(n) - 1/(6n²) =< U(n) (l'autre c'est facile)

prenons l'inegalite de 2.

k/n²-k^3/n^6 =< sin(k/n²)

on prend cette inegalite pour k=1...jusqu'a n.
on fait la somme :
V(n)-(1/n^6)*[1+2^3+...+n^3] =< U(n)
reste a majorer 1+...n^3 et d'apres question 3)
1+...+n^3 =< n^4

donc V(n) -(1/n^6)*n^4 =< U(n)
donc V(n) - 1/n² =< U(n)

or on veut a la fin 1/(6n²)
et ceci n'est possible que si dans la question 2) on a considere k/n²-k^3/(6n^6) =< sin(k/n²)

a voir...



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