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Exprimer Un en fonction de n

Posté par
Doelly
14-09-19 à 19:10

Bonjour à tous,
"Soir la suite Un définie par U0=2 et pour tout entier n≥1, Un=Un-1+4n+1. Exprimer Un en fonction de n. (Par conjecture puis démonstration du résultat)."

J'ai d'abord calculé les premiers termes afin de trouver une conjecture
U0=2
U1=7
U2=16
U3=29

Je n'arrive pas à exprimer Un en fonction de n.
Je peux juste écrire que Un=U0+4n+1

Pouvez-vous m'aider ?
Merci d'avance

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:16

Doelly @ 14-09-2019 à 19:10

Bonjour à tous,
"Soit la suite Un définie par U0=2 et pour tout entier n≥1, Un=Un-1+4n+1. Exprimer Un en fonction de n. (Par conjecture puis démonstration du résultat)."

J'ai d'abord calculé les premiers termes afin de trouver une conjecture
U0=2
U1=7
U2=16
U3=29

Je n'arrive pas à exprimer Un en fonction de n.
Je peux juste écrire que Un=U0+4n+1

Pouvez-vous m'aider ?
Merci d'avance

Posté par
alb12
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:17

salut,
u(0)=2 ou u(1)=2 ?

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:19

C'est U0=2 et U1=7.

Posté par
alb12
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:26

ok conjecturer me parait difficile

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:33

alb12

alb12 @ 14-09-2019 à 19:26

ok conjecturer me parait difficile


C'est ce qu'on nous demande de faire. Après peut être que mon prof a fait une erreur dans son énoncé... Mais j'ai beau chercher et chercher je ne trouve pas 🤷. J'ai conjecturé avec Un=U0+4n+1 et j'arrive à le démontrer par le principe de raisonnement par récurrence.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:39

Essaye de chercher une expression du second degré en n (pourquoi du second degré ? parce que si tu dessines les points tu vois qu'il sont sur une parabole)

tu dois trouver f(n)= 2n²+3n+2

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:44

Glapion @ 14-09-2019 à 19:39

Essaye de chercher une expression du second degré en n (pourquoi  du second degré ? parce que si tu dessines les points tu vois qu'il sont sur une parabole)

tu dois trouver f(n)= 2n²+3n+2


Merci , mais comment écrire que ça correspond à 2n2+3n+2 ?
Je dois développer quelque chose ? 🤔

Posté par
Glapion Moderateur
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:49

non ça c'est le résultat. Mais il ne sort pas d'un chapeau (je n'aurais pas dû te le donner) il faut que tu le trouves.
Comment ?
on posant f(n) = an²+bn+c et en remplaçant n par 1;2;3 ce qui va te donner des équations en a;b;c.
un fois trouvés a;b;c tu vérifies que la formule continue à marcher pour n=4;5 et là tu peux décemment poser la conjecture que la formule est correcte.

Restera à la démontrer par récurrence.

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:55

Glapion @ 14-09-2019 à 19:49

non  ça c'est le résultat. Mais il ne sort pas d'un chapeau (je n'aurais pas dû te le donner) il faut que tu le trouves.
Comment ?
on posant f(n) = an²+bn+c et en remplaçant n par 1;2;3 ce qui va te donner des équations en a;b;c.
un fois trouvés a;b;c tu vérifies que la formule continue à marcher pour n=4;5 et là tu peux décemment poser la conjecture que la formule est correcte.

Restera à la démontrer par récurrence.


Je ne comptais pas servir cette formule sur un plateau d'argent sans explication.
Ça fait f(1)=a1²+b*2+c
F(2)...
F(3)...
On ne sait pas résoudre ce genre d'équations , ou en tout cas , je ne vois pas. Je vais essayer de le résoudre.

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:57

C'est bon , je vois comment faire.

Posté par
Glapion Moderateur
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 19:58

écris déjà les 3 équations.
Bien sûr que si on sait résoudre ça en Terminale.
(méthode par substitution ? méthode par combinaison de lignes ? ça ne te dit rien ces méthodes ?)

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 20:02

Glapion @ 14-09-2019 à 19:58

écris déjà  les 3 équations.
Bien sûr que si on sait résoudre ça en Terminale.
(méthode par substitution ? méthode par combinaison de lignes ? ça ne te dit rien ces méthodes ?)


Si je les ai déjà utilisé ces méthodes. J'ai trouvé le c grâce au f(0) .
Je vais essayer pour trouver a et b.

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 20:24

J'ai réussi par substitution et on obtient bien a=2; b=3 et c=2.
Plus qu'à faire par principe de récurrence, merci

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 20:44

Je rencontre un problème pour l'hérédité .
On suppose que la propriété est vraie à un rang n fixé avec n≥1 et on démontre que c'est vraie au rang suivant:
On a Un+1=Un+4n+1
Par hypothèse de récurrence
on a Un= 2n^²+3n+2
Donc Un+1= 2n²+3n+2+4n+1
Un+1=2n²+7n+3

Est-ce que suffit pour prouver que la propriété est vraie au rang n+1 ?

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 20:52

Je pose la question car quand je fais
Un+1=2*(n+1)²+3*(n+1)+2
Ça fait 2n²+7n+7 ...
On obtient pas la même chose...

Posté par
alb12
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 21:49

il serait tout de meme plus malin de trouver u(n) en ecrivant

u(1)-u(0)=4*1+1
u(2)-u(1)=4*2+1
u(3)-u(2)=4*3+1
...
u(n)-u(n-1)=4*n+1

puis en ajoutant le tout

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 14-09-19 à 23:21

alb12 @ 14-09-2019 à 21:49

il serait tout de meme plus malin de trouver u(n) en ecrivant

u(1)-u(0)=4*1+1
u(2)-u(1)=4*2+1
u(3)-u(2)=4*3+1
...
u(n)-u(n-1)=4*n+1

puis en ajoutant le tout


C'est a dire ? Je vois pas comment vous voulez faire 🤔

Posté par
Glapion Moderateur
re : Exprimer Un en fonction de n 15-09-19 à 00:02

Effectivement la méthode de alb12 est une très bonne idée.

Juste pour terminer la récurrence sur la formule un= 2n²+3n+2

un+1=Un + 4(n+1)+1 = 2n²+3n+2 + 4n+5 = 2n²+7n+7

et on vérifie que c'est bien aussi 2(n+1)²+3(n+1)+2 = 2(n²+2n+1) + 3n + 5 = 2n²+7n+7

ça colle parfaitement et donc la formule est bien encore vérifiée pour n+1.


Maintenant la méthode alb12 :
tu ajoutes membre à membre toutes ces égalités. A gauche tout se simplifie et il reste
un-u0 = 4(1+2+...+n) + n
ce qui donne un = 4n(n+1)/2 + n + 2 = 2n² + 3n+ 2

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 15-09-19 à 08:53

Glapion @ 15-09-2019 à 00:02

Effectivement la méthode de alb12 est une très bonne idée.

Juste pour terminer la récurrence sur la formule un= 2n²+3n+2

un+1=Un +  4(n+1)+1 = 2n²+3n+2 + 4n+5 = 2n²+7n+7

et on vérifie que c'est bien aussi 2(n+1)²+3(n+1)+2 = 2(n²+2n+1) + 3n + 5 = 2n²+7n+7

ça colle parfaitement et donc la formule est bien encore vérifiée pour n+1.


Maintenant la méthode alb12 :
tu ajoutes membre à membre toutes ces égalités. A gauche tout se simplifie et il reste
un-u0  = 4(1+2+...+n) + n
ce qui donne  un = 4n(n+1)/2 + n + 2 = 2n² + 3n+ 2


Merci !
Mais je ne comprends pas à partir de
Un-U0=4(1+2+...+n)+n 🤔

Posté par
alb12
re : Exprimer Un en fonction de n 15-09-19 à 12:21

formule de premiere 1+2+...+n=???

Posté par
Doelly
re : Exprimer Un en fonction de n 15-09-19 à 12:42

alb12 @ 15-09-2019 à 12:21

formule de premiere 1+2+...+n=???


Je la connais bien évidemment celle ci.

J'aurais dû préciser... Veuillez m'excuser, c'est  ce qui est après cette formule le n+2
Merci en tout cas pour votre aide précieuse.

Posté par
alb12
re : Exprimer Un en fonction de n 15-09-19 à 13:56

-2 passe à gauche.



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