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Les suites

Posté par
elotwist
26-02-05 à 15:05

Bonjour pouvez-vous m'aider s'il vous plait pour résoudre cet exercice :

Soit a, b deux nombrres réels vérifiant 0 < a < b.
On définit les suites (Un) et (Vn) par :
U0 = a et, pour tout n de N, Un+1 = (2UnVn)/(Un+Vn)
V0 = b et, pour tout n de N, Vn+1 = (Un+Vn)/2

1- Vérifier que (Un) et (Vn) sont strictement positives.
Je sais qu'il faut que je montre que un<un+1. mais je n'y arrive pas.

2- On pose, pour tout entier naturel n, Wn=Vn-Un.
Demontrer que 0<Wn+1<1/2Wn et en déduire, à l'aide d'un raisonnement par récurrence que :
pour tout entier naturel n, on a 0 < Wn < (b-a)/(2^n).
Je ne vois pas du tout comment faire la premiere partie de la question, et pour la deuxieme je ne m'en sors pas avec le raisonnementpar recurrence...

3- Démontrerque la suite Un est croissante et que la suite est décroissante.
J e ne vois pas comment faire parce que dans Vn il y a Un et dans Un il y a Vn.

4- Que peut on en déduire pour les suites (un) et (vn)?
J e sais qu'elles sont adjacentes.

5-A l'aide de l'étude de la suite (UnVn), déterminer la valeur de la limite commune des suites (Un) et (Vn) ?

Application : En prenant a=3 et b=5, déterminer l'aide de (Un) et(Vn) un encadrement d'amplitude inférieure à 10^-2 de racine de 15 par deux rationnels.

Par avance je vous en remercie !

Elotwist

Posté par dolphie (invité)re : Les suites 26-02-05 à 15:34

Salut,

1. On ne te demande pas de montrer que Un est croissante (Un < Un+1) mais que les deux suites sont positives.

Il faut utiliser une récurrence:
U0 et V0 sont strictement positives (par hypothèse 0 < a < b).
La récurrence est donc amorcée.
Supposons que Un et Vn soient positifs; Alors:
U_{n+1}=\frac{2U_nV_n}{U_n+V_n}>0 car tous les termes sont positifs par hypothèse de récurrence.
et V_{n+1}=\frac{U_n+V_n}{2}>0
la récurrence est alors itérative.

On en déduit que Un et Vn sont des suites à termes positifs.

Posté par dolphie (invité)re : Les suites 26-02-05 à 15:44

2.* w_{n+1}=v_{n+1}-u_{n+1}=\frac{u_n+v_n}{2}-\frac{2u_nv_n}{u_n+v_n}
 w_{n+1}=\frac{(u_n+v_n)^2-4u_nv_n}{2(u_n+v_n)}
 w_{n+1}=\frac{(v_n-u_n)^2}{2(u_n+v_n)}
 w_{n+1}=\frac{v_n-u_n}{2} \times \frac{v_n-u_n}{u_n+v_n}
Or: \frac{v_n-u_n}{u_n+v_n} < 1 donc
w_{n+1} < \frac{v_n-u_n}{2}
*Montres par récurrence que pour tout entier n:
0 < w_{n+1} < \frac{w_0}{2^n} (w_0=b-a)

Posté par dolphie (invité)re : Les suites 26-02-05 à 15:49

3. Il te suffit juste de la question précédente: pour tout n, wn>0, cad vn-un>0

u_{n+1}-u_n=\frac{2u_nv_n}{u_n+v_n}-u_n=\frac{u_n(v_n-u_n)}{u_n+v_n}>0
v_{n+1}-v_n=\frac{u_n+v_n}{2}-v_n=\frac{u_n-v_n}{2} < 0

Posté par dolphie (invité)re : Les suites 26-02-05 à 15:56

4. Effectivement U et V sont des suites adjacentes.

5. Etudions la suites (u_nv_n)
u_{n+1}v_{n+1}=\frac{2u_nv_n}{u_n+v_n} \times \frac{u_n+v_n}{2}=u_nv_n
cette suite est donc constante et pout tout n: u_nv_n=u_0v_0=ab
Les suites u et v étant adjacentes, elles ont la même limite l et la suite (uv) a comme limite l².
donc l²=ab.
on en déduit l=-\sqrt{ab} ou l=\sqrt{ab} mais u et v étant des suites positives, leur limite est nécessairement positive; on en déduit l=\sqrt{ab}.

Posté par dolphie (invité)re : Les suites 26-02-05 à 16:03

application:

a=3 et b=5. La limite des suites u et v est donc \sqrt{15} et pour tout n on a:
u_n < \sqrt{15} < v_n

on souhaite que |v_n-u_n| < 10^{-2}, cad w_n < 10^{-2}
or w_n < \frac{5-3}{2^n}
on cherche donc n tel que:
\frac{1}{2^{n-1}}<10^{-2}
cad 2^{n-1} > 10^2
(n-1) > \frac{2ln(10)}{ln(2)}
n > \frac{2ln(10)}{ln(2)}+1
prenons n=8, vérifiant cette inégalité.

Alors u_8 < \sqrt{15} < v_8 est un encadrement avec une amplitude de 10-2.
A toi de calculer u8 et v8.

Posté par
paulo
re : Les suites 26-02-05 à 16:17

bonjour,

j'abandonne , je me suis fait doubler sur toute la ligne (pour au moins la 2° fois)


bon week-end

Posté par dolphie (invité)re : Les suites 26-02-05 à 16:22

N'abandonne pas. Ca t'entraine, c'est un bon point! C'est normal que j'aille plus vite.... et heureusement pour moi d'ailleurs!

Posté par
paulo
re : Les suites 26-02-05 à 19:04

Bonsoir,

A mon age, entrainé ou pas le résultat est le même. Sans rancune, Bonsoir.



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