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Fonction ln et suite

Posté par
SalmaEl30
19-12-16 à 21:13

Bonjour, j'ai besoin d'aide pour une question. Voici l'énoncé:

Soit g_{n} une fonction numérique définie sur]0,+\infty [ tel que:

g_{n}(x)=1+(1-n)x^{n}-ln(x)

g_{n} est décroissante sur ]0,+\infty [ et g_{n}(\alpha _{n})=0
avec \frac{1}{n}\prec \alpha _{n}\leq 1

La question est étudier la monotonie de la suite(\alpha _{n})

Merci d'avance!

Posté par
lake
re : Fonction ln et suite 19-12-16 à 23:23

Bonsoir,

Tu devrais poster ton énoncé en entier et vérifier s' il n' y a pas d' erreur.

En l' état, ta suite est croissante à partir du rang 5.

Posté par
luzak
re : Fonction ln et suite 19-12-16 à 23:35

Bonsoir !
Détermines le signe de g_{n+1}(x)-g_n(x) et tu sauras la position de \alpha_{n+1} et de \alpha_n .

Posté par
lake
re : Fonction ln et suite 19-12-16 à 23:43

Bonsoir lusak,

Je ne vois pas.

Pourrais-tu en dire plus?

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 08:32

J'ai trouvé une solution assez compliquée... qui utilise en plus le théorème des accroissements finis qui n'est pas du programme de terminales..
Il doit y avoir plus simple..
Mais c'est vrai ce que dit Lake... .. la suite est croissante à partir de n=5

Posté par
luzak
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 08:38

As-tu trouvé le signe demandé ?
Si oui, fais un dessin et, au cas où, reviens nous voir !

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 08:39

J'ai démontré la croissance de la suite..

Posté par
lake
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 10:52

Bonjour Nofutur2

Il y a des petits problèmes dans l' énoncé; c' est pour ça que je doute:

L' encadrement de \alpha_n n' est valable que si n\geq 2; ce n' est pas indiqué...

Le "signe demandé" dépend de la place de x par rapport à 1-\dfrac{1}{n} et n' apporte pas grand chose. Il y a ce rang  5 qu' il faut bien faire apparaître à un moment ou à un autre.

Je crois que Lusak a survolé l' exercice dans le style : moui, le signe de g_n(\alpha_{n+1}), tirez la bobinette et la chevillette cherra

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 11:14

J'ai résolu le problème en me positionnant pour n>=5..
Et çà se justifie dans les calculs..
Je calcule une certaine expression qui doit être positive et ça n'est le cas que pour n>=5...
Mais j'hésite à donner ma solution parce que c'est un peu long..
A moins que ....

Posté par
PLSVU
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 14:44

Bonjour ,
sans certitude ....
g_n(a_n)=1+(1-n)a^n-ln(a_n)=0
 \\ ln(a_n)=1+(1-n)a^n
 \\ g_{n+1}(a_n)=1-na_n^{n+1}-1-(1-n)a^n
 \\  g_{n+1}(a_n)=a_n^n(-na_n-1+n)
signe de   g_{n+1}(a_n)
a_n^n>0
 \\ -na_n-1+n> 0
 \\ n-1>na_n
 \\ 1-\frac{1}{n} > a_n
g_{n+1}(a_n)> 0   
 \\ si    a_n<1-\frac{1}{n}
comme les fonctions gn sont décroissantes  alors
g_{n+1}(a_n+1)=0      si      a_{n+1}> a_n
recherche du rang n....à partir duquel  la suite (an) devient croissante    
a2=1     et  1-(1/2)=1/2<a2
a3=0,72..  et 1-(1/3)=2/3 <a3
a4=0,8...   et 1-(1/4)=0,75 <a4
a5=0,79... et 1-(1/5)=0,8 >a5

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 15:21

Pourquoi -nan-1+n>0 ???

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 15:28

C'est justement ce qu'on cherche à démontrer ..non??

Posté par
PLSVU
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 15:33


je cherche pour quelles valeurs de n  en fonction de an le signe de  
gn+1(an )est positif

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 15:33

Moi je suis parti du point d'intersection des courbes représentatives de gn et gn+1.
Son abscisse est xn=1-(1/n).. et mon problème a été de trouver le signe de son ordonnée..
puisque
si x<xnalors  gn < gn+1.
si x>xnalors  gn > gn+1.
Le but a été de démontrer que gn (xn)<0 comme les fonctions gn sont décroissantes...

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 15:35

oui mais tu ne prouves rien.. Tu le supposes..

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 15:38

Je viens de comprendre ... C'est une espèce de récurrence, mais  avec une hérédité un peu rapide..

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 15:45

J'ai démontrer que gn(xn)=1+(1-n)*(1-(1/n))^n-ln(1-(1/n))<0 pour n>=5

ou -gn(xn)=-1+(n-1)*(1-(1/n))^n+ln(1-(1/n))>0 pour n>=5
en étudiant la croissance de chaque terme..
et c'est (1-(1/n))^n qui m'a donné du mal .. Mais j'ai réussi avec le théorème des accroissements finis..en utilisant le log de la fonction..
Y a peut être plus simple.

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 16:01

J'ai d'abord utilisé le TAF pour la fonction log sur ]n-1,n[
Il existe c ]n-1,n[ tel que 1/c=log(n/(n-1))donc
-1/(n-1)<log(1-(1/n))<-1/n   (1)
Si je pose f(x) = (1-(1/x))^x, on a log(f)=x*log(1-(1/x))
En dérivant log(f)je trouve ln(1-(1/x))+1/(x-1), qui d'après (1) est >0..
comme le log et la fonction varie dans le même sens  f(x) = (1-(1/x))^x est croissante..
ln(1-(1/n)) est évidemment croissante..
Donc pour n>=5 -gn(1-(1/n))>-gn(1-(1/5))=1,323-0,223+10,089>0

Donc n< n+1<xn=1-(1/n)... et la suite(n) est croissante à partir de n=5...

Posté par
PLSVU
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 16:24

    j'ai aussi  voulu chercher le signe de gn(1-(1/n))=1+(1-n)*(1-(1/n))^n-ln(1-(1/n),mais j'ai abandonné...bravo pour ta  démo
  
  comme  dit lake

Citation :
l y a ce rang  5 qu' il faut bien faire apparaître à un moment ou à un autre.

c'est ce point  là qui me pose problème , car je doute  de ma "justification ".

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 20-12-16 à 17:40

Je viens de m'apercevoir que tu avais "pratiquement" raison..
Je devais être mal réveillé ce matin quand j'ai trouvé cette démo un peu tordu...
Oui tu as raison, une simple récurrence marche.
Elle porte sur le signe de l'ordonnée du point d'intersection de la courbe de gn et gn+1,
de coordonnées xn=1-(1/n)
La propriété Pn à démontrer est "gn(xn)<0"
Initialisation:
On calcule g5(x5)soit g5(0,8)=g6(0,8)... et on trouve g5(x5)=g6(x5)<0..
Donc P5 est vraie.
Hérédité :
On suppose que "gn(xn)=gn+1(xn)<0".
Comme xn+1=1-1/(n+1)>xn et que gn+1est décroissante.. l'ordonnée du point d'intersection des courbes de gn+1 et gn+2 est inférieure à gn+1(xn),
Donc gn+1(xn+1)=gn+2(xn+1)<gn+1(xn)<0
Donc Pn+1 est vraie.
Conclusion :
Ca marche !! et la suite alpha est croissante à partir de n=5 ..

Posté par
lake
re : Fonction ln et suite 21-12-16 à 10:44

Effectivement,ça marche!

Tu me croiras si tu veux, j' avais fait ce dessin sur Geogebra hier matin avec les points C et A d' abcisses 1-\dfrac{1}{n}... puis abandonné.
J' ai juste rajouté les noms de courbes pour qu' on y comprenne quelque chose:

Fonction ln et suite

Encore

Mais bon je persiste à croire qu' on peut difficilement demander ça en terminale

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 21-12-16 à 10:55

Salut Lake !!
Joli problème en effet,.. Ça m'a permis de me replonger dans le théorème des accroissements finis, .. même si finalement la solution était plus simple..
C'est quand même super géogébra !!
A+

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 21-12-16 à 10:58

Au fait, j'ai pensé à toi en écrivant ..

-1/(n-1)<log(1-(1/n))<-1/n  

C'est toi le champion des encadrements géniaux !!

Posté par
lake
re : Fonction ln et suite 21-12-16 à 11:18

Faut pas exagérer!!!

Posté par
SalmaEl30
re : Fonction ln et suite 28-12-16 à 20:22

En fait, je suis du Maroc et on a déjà fait le théorème des accroissements finis parce que ça fait partie du programme du terminale au Maroc.  Mais comment on peut résoudre ce problème en utilisant TAF?

Posté par
Nofutur2
re : Fonction ln et suite 28-12-16 à 20:40

Alors regarde la solution (20/12  à 16h01)..



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