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Les suites : Volume d un paraboloïde

Posté par
TheMax
02-10-05 à 10:07

Bonjour,

J'ai un gros problème avec un exo de synthèse sur les suites. Je comprends vraiment rien de rien. S'il vous plait, quelqun peut-il m'expliquer?

Merci infiniment.
Enoncé:

Le paraboloïde est obtenu par révolution du domaine limité par la courbe d'équation y = x² autour de l'axe de la parabole.

   1°  On partage l'intervalle de l'axe des ordonnées [0;4] en n intervalles de même longueur et on considère deux types de cylindre de hauteur 4/n (avec n1) : ceux contenus dans le paraboloïde, ceux contenant le paraboloïde.
En unités de volume, Un est le volume total des cylindres contenus dans le paraboloïde et Vn est le volume total des cylindres contenant le paraboloïde.

  a)   Calcul de Un

Vérifier que les bases des n cylindres intérieurs ont pour aires :
x(4/n)  ;  2x(4/n)  ;  ... (n-1)x(4/n).

En déduire : Un = (16/n²) x [1+2+ ... + (n-1)]

  b)   Calcul de Vn

Démontrer que : Vn = (16/n²) x [1+2+ ... + n]

   2° a)   On note V le volume du paraboloïde ; on admet l'encadrement Un V Vn.
Démontrer que u et v sont des suites adjacentes.

  b)   Déterminer leur limite commune. En déduire que V = 8.

Voila merci de vous occuper de ce problème, merci beaucoup pour vos explications.Par contre je suis désolé mais je sais pas comment mettre une image à partir de mon ordi pour expliquer le 1°.

TheMax

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 10:42

S'il vous plait aidez moi!

Merci beaucoup

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 11:13

Voila j'au trouvé comment mettre une image.

Voici un paraboloïde avec en dessous l'explication du 1°:

Merci de votre aide

Les suites : Volume d un paraboloïde

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 11:49

Vous séchez? pourquoi personne ne m'aide?

S'il vous plait? je suis désespéré

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 12:17

Bonjour


1a) les points de la subdivision donnant Un ont pour ordonnées respectives:
0\time \frac{4}{n} ; 1\time \frac{4}{n} ; 2\time \frac{4}{n} ; 3\time \frac{4}{n} ; ... ; k\time \frac{4}{n}


un point de la subdivision a pour donc pour ordonnée  
k\time \frac{4}{n}  avec k variant de 0 à n-1
comme pour les points de la paraboloïde vérifient y = x², on a donc:
x^2=k\time \frac{4}{n}
et donc le cercle de base du k-ième cylindre a pour aire
\pi x^2=\pi k\time \frac{4}{n}

la hauteur d'un cylindre est 4/n,
le volume du k-ième cylindre est:  \frac{4}{n}\time\pi\time \frac{4k}{n}=k\time\frac{16\pi}{n^2}

reste plus qu'à ajouter les n volumes pour obtenir Un



2) C'est presque la même chose mais k varie de 1 à n



La fin est plus classique: c'est des calculs

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 12:40

ahhhhh merci infiniment de m'avoir répondu!

Mais il y a certaine choses que je n'ai pas comprise.

comment on fait pour en déduire : Un = (16/n²) x [1+2+ ... + (n-1)]
Pouvez vous développer davantage.

Merci beaucoup!

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 12:51

le volume du premier cylindre:  

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 12:54

erreur de manip ... pour le post précedent


volume du 1 cylindre:  1\time\frac{16\pi}{n^2}
volume du 2 cylindre:  2\time\frac{16\pi}{n^2}
volume du 3 cylindre:  3\time\frac{16\pi}{n^2}
...
volume du dernier cylindre:  (n-1)\time\frac{16\pi}{n^2}

on ajoute le tout et on factorise \frac{16\pi}{n^2}

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 13:14

Merci beaucoup. ça va déja mieux pour la question 1.

Mais depuis tout à l'heure je planche sur la question 2. j'y arrive vraiment pas. Pourriez vous m'expliquer?

Encore merci

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 14:42

S'il vous plait quelqun peut il m'aider pour la question 2?

Merci beaucoup

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 14:51

la 2 c'est comme la première mais avec les cylindre "extérieurs"


comme je te l'ai déjà dit   "même chose mais k varie de 1 à n" au lieu de 0 à n-1


Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 14:55

non ça c'est la 1b.

Revoici la question 2:

2° a)   On note V le volume du paraboloïde ; on admet l'encadrement Un V Vn.
Démontrer que u et v sont des suites adjacentes.

  b)   Déterminer leur limite commune. En déduire que V = 8.

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 15:14

Ah désolé. Tu appliques la définition des suites adjacentes. Tu montres que:

(Vn - Un) tend vers 0 quand n tend vers +infini

V_{n+1}\le V_n  

U_n\le U_{n+1}

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 15:19

je l'ai fais mais je trouve u croissante et v constante. je pense que j'ai fait une erreur, c'est sur mais je vois pas où. c'est assez embètant.vous pouvez vérifier pas vous meme svp?

Merci beaucoup pour votre aide

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 15:43

pour traiter la question, il faut simplifier Un et Vn


comme 1+2+3+...+(n-1)=\frac{(n-1)n}{2}

donc en reportant après simplification
U_n=\frac{8\pi\time(n-1)}{n}=8\pi\time\frac{n-1}{n}=8\pi\time(1-\frac{1}{n})


Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 16:19

Donc si j'ai bien compris. u est croissante

et de la même façon on aura

1+2+3+ ... +n = ((n-1)(1+n))/2

Donc Vn= 8/n² * (n-1)(n+1) = 8/n² * (n²-1)= 8n²/n² - 8/n² = 8 - 8/n²

Mais le problème c'est que c'est aussi positif???

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 16:24

tu t'es planté pour  1+2+3+...+n

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 16:43

abon sa donne quoi alors?

merci

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 16:45

n(n+1) /2   et  non   (n-1)n / 2

le dernier entier de la somme fois le suivant divisé par 2

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 17:08

je refait le calcule et je trouve vn =8 + 8/n

c'est pas normal?

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 17:16

c'est pas normal?
pourquoi ? je n'ai pas fait les calculs mais cela me semble cohérent avec la réponse précédente

maintenant tu calcules:

1) U(n+1) - U(n) tu en déduis la croissance de la suite Un

2) V(n+1) - V(n) tu en déduis la décroissance de la suite Vn

3) V(n) - U(n) tu en déduis la limite quand n tend vers +infini



comme les suites sont adjacentes, on peut affirmer que:
* chacune converge
* leur limite est la même

elle est facile à calculer:  8 pi



comme pour tout n:   Un < Volume paraboloïde < Vn
d'après le théorème des gendarmes, en passant à la limite
tu calcules le volume.

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 20:22

j'ai un léger soucis. je trouve que les limites respectives de Un et Vn tendent chacune vers 0. ça me pose un problème pour calcule le Volume

Posté par
siOk
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 20:30

quand n tend vers +infini, 1-\frac{1}{n} tend vers 1

donc U_n=8\pi(1-\frac{1}{n}) tend vers 8\pi

Posté par
TheMax
re : Les suites : Volume d un paraboloïde 02-10-05 à 20:44

Oui j'avais fait une étourderie je viens juste de m'en rendre compte.

Voila j'ai terminé mon exo.

Merci infiniment siOk pour votre aide. je vous en suis très reconnaissant. Merci!

TheMax



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