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Niveau Maths sup
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Itération d'une relation de récurrence (Intégrales)

Posté par
Arctan
23-05-08 à 21:09

Bonsoir
Je suis en train de réviser les intégrales, et il y a une méthode que je ne comprends pas dans l'exercice.. (Les _(n) désignent "indice n")
On a pour tout n naturel,
I_n = 0à1 (ln(1+t))^n dt

On a montré que I_n = 2.ln^n(2) - n.I_(n-1)
On veut ensuite trouver l'expression de I_n.

Ils disent
"En itérant cette relation, on a pour tout n naturel non nul,
I_n= 2 (k de 0 a n-1) (-1)^k. n!/(n-k)!.ln^n-k(2) + (-1)^n n! I_o.

Je ne comprends pas du tout le principe.
Il apparait dans un autre exercice avec
J_n= (0a1) t^n e^-t dt
J_n= nJ_ (n-1) - 1/e

et donc en itérant, on a J_n = n! J_o - 1/e. (k de 0 a n-1) n!/(n-k)!

Quelqu'un pourrait-il m'expliquer le principe?!
Merci beaucoup d'avance, bonne soirée

Arctan

Posté par
Nightmare
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 23-05-08 à 22:19

Bonsoir,

je ne comprends pas trop l'expression de la première...
La deuxième je comprends mieux donc je t'explique sur celle-ci.

Tu as :
3$\rm J_{n}=nJ_{n-1}-\frac{1}{e}
Donc 3$\rm J_{n-1}=(n-1)J_{n-2}-\frac{1}{e}
par conséquent :
3$\rm J_{n}=n\((n-1)J_{n-2}-\frac{1}{e}\)-\frac{1}{e}=n(n-1)J_{n-2}-\frac{1}{e}\(1+n\)

De même : 3$\rm J_{n-2}=(n-2)J_{n-3}-\frac{1}{e}
D'où :
3$\rm J_{n}=n(n-1)(n-2)J_{n-3}-\frac{1}{e}\(1+n+n(n-1)\)
etc...

Au final en réitérant jusqu'à J0 on obtient :
3$\rm J_{n}=n!J_{0}-\frac{1}{e}\Bigsum_{k=0}^{n-1} \frac{n!}{(n-k)!

Posté par
Arctan
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 23-05-08 à 22:36

Merci beaucuop, j'ai mieux compris la deuxième..
J'avais compris qu'il fallait "redescendre" mais je factorisais mal avec 1/e, et ne reconnaissais pas du tout une somme de factorielles..
Merci beacoup!
Pour la première, ça reste aussi un mystère pour moi.. SI quelqu'un d'autre à une idée ? Pour celle là justement on se perd beaucoup plus en essaynt de reexprimer le terme d'indice inférieur à chaque fois.. Comment se débrouiller ?!
Bonne nuit à tous

Arctan

Posté par
Camélia Correcteur
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 24-05-08 à 15:00

Bonjour

I_n=2\ln^n(2)-nI_{n-1}=2\ln^n(2)-n(2\ln^{n-1}(2)-(n-1)I_{n-2})=2\ln^n(2)-2n\ln^{n-1}(2)+n(n-1)(2\ln^{n-2}(2)-(n-2)I_{n-3})... et ainsi de suite!

Posté par
Arctan
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 24-05-08 à 15:14

Bonjour!
Et merci beaucoup. Malheureusement jusque là je comprenais, mais ensuite en remplaçant et remplaçant et remplaçant..je m'embrouillais, et j'arrive toujours pas à voir comment passer de ça, à la formule donnée.
Peux tu me montrer l'étape qui suit ? Comment regrouper les termes jusqu'à I_o ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 24-05-08 à 15:21

Les termes intermédiaires disparaissent... La seule différence avec la formule que l'on te donne est que moi j'ai des n(n-1)...(n-k+1) qui dans ta formule figurent comme n!/(n-k)!.

Un conseil: si tu as peur de t'embrouiller, prends la formule donnée comme hypothèse de récurrence, et calcule In+1, ce qui la validera.

Posté par
Arctan
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 24-05-08 à 15:50

D'accord
En refaisant le calcul tranquillement, j'ai pu retrouver ça :

I_ n = ln ^n(2) -  n!/(n-1)!.ln^(n-1)(2)+ n!/(n-2).ln^(n-2)(2)+...+(ou -) n!/(n-n)!ln^(n-n)I_0
C'est parce qu'on ne connait pas la parité de n qu'on écrit la somme pour k a n-1 + (-1)^n.n!I_0 ?!

A part ça tout est plus clair, merci beaucoup !
Arctan

Posté par
Camélia Correcteur
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 24-05-08 à 15:53

De toute façon on est obligé d'arrêter la somme avant l'apparition de I0. Le (-1)n dépend en effet de la parité.

Posté par
Arctan
re : Itération d'une relation de récurrence (Intégrales) 24-05-08 à 16:16

Merci beaucoup!
Bonne journée



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