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Où me suis-je trompé ? Question bac

Posté par
Bouboux
16-11-18 à 22:55

Bonsoir (ou bonjour),

J'ai tenté  de faire la question 2.a de l'exercice 4 Partie B https://www.ilemaths.net/maths_t-sujet-bac-10-S-04.php et quelque chose cloche dans ma réponse mais je ne sais pas quoi.

2. Une relation de récurrence
    a) Démontrer, à l'aide d'une intégration par parties, que pour tout entier naturel n\geq2 :

\displaystyle I_{n+1}=e-\frac{\sqrt{e}}{2^{n-1}}+(1-n)I_n.

On a:  
\displaystyle I_n=\int_1^2 \frac{1}{x^n}{\rm e}^{\frac{1}{x}}dx = \int_{1}^{2}{u'(x)v(x)dx} avec:
u'(x) = \frac{1}{x^n}             u(x) = \frac{x^{-n+1}}{-n+1}
v'(x) = -\frac{1}{x^2}*\exp \frac{1}{x}                v(x) = \exp \frac{1}{x}

Ainsi, d'arprès la formule d'intégration par partie:

In = Integrale de 1 à 2 de u'(x)v(x) dx = [u(x)v(x)] (soustraction de 2 à 1) - Integrale de 1 à 2 de u(x)v'(x) dx

Integrale de 1 à 2 de u(x)v'(x) dx = Integrale de 1 à 2 (x^(-n+1)/(-n+1))*(-1/x^2)*exp(1/x) dx = Integrale de 1 à 2  de (x^(-n-1) * exp(1/x)/(-n+1) dx = 1/(-n+1) * Integrale de 1 à 2 de 1/(x^(n+1))* exp (1/x) dx = 1/(-n+1) * I(n+1)

[u(x)v(x)] (soustraction de 2 à 1) = [u(2)v(2) - u(1)v(1)] = [((-n+1)^-1 * 2^(-n+1) * exp(1/2))-((-n+1)^-1 * 1^(-n+1 * exp(1/1) = [((-n+1)^-1 * 2^(-n+1) * exp(1/2))-((-n+1)^-1 * 1^(-n+1) * exp(1/1)) = (-n + 1)^-1 * (2^(-n+1) * exp(1/2) - exp(1))


In = (-n + 1)^-1 * (2^(-n+1) * exp(1/2) - exp(1)) - 1/(-n+1) * I(n+1)
In - ((-n + 1)^-1 * (2^(-n+1) * exp(1/2) - exp(1)) ) = - 1/(-n+1) * I(n+1)
In(1 -n) - ((exp(1/2) / 2^(n-1)) - e) = - I(n+1)
e - sqrt(e)/2^(n-1) + (1 - n) * In = - I(n+1)

Comme vous pouvez le voir, il y a un moins en trop en facteur de \displaystyle I_{n+1}.

Pouvez vous me dire où me suis-je trompé s'il vous plait ? Merci beaucoup.

Posté par
lafol Moderateur
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 16-11-18 à 23:09

Bonsoir
je ne sais pas si quelqu'un aura le courage de décrypter ton pavé indigeste ...

Posté par
larrech
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 16-11-18 à 23:19

Bonsoir,

Extrêmement difficile à lire, mais c'est

Citation :
In = (-n + 1)^-1 * (2^(-n+1) * exp(1/2) - exp(1)) + 1/(-n+1) * I(n+1)


Dans l'IPP, le \dfrac{-1}{x^2} de v' conduit à avoir un signe + dans le second terme.

Je ne sais pas si je suis à mon tour très clair...

Posté par
Bouboux
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 17-11-18 à 00:25

\displaystyle I_{n} = \int_{1}^{2}{u'(x)v(x)dx} = [u(2)v(2)-u(1)v(1)] - \int_{1}^{2}{u(x)v'(x)dx}

\int_{1}^{2}{u(x)v'(x)dx} = \int_{1}^{2}{\frac{1}{x^{n-1}*(-n+1)}\frac{-1}{x^2}\exp \frac{1}{x}dx} = \frac{-1}{-n+1}\int_{1}^{2}{\frac{1}{x^{n+1}}\exp \frac{1}{x}dx} = \frac{-1}{-n+1} * \displaystyle I_{n+1}

[u(2)v(2)-u(1)v(1)] = [\frac{2^{-n+1}}{-n+1} * \exp (\frac{1}{2}) - \frac{1^{-n+1}}{-n+1} * \exp (\frac{1}{1}) ] =  
=[\frac{2^{-n+1}}{-n+1} * \exp (\frac{1}{2}) - \frac{\exp(1)}{-n+1} ] = [\frac{2^{-n+1}}{-n+1} * \exp (\frac{1}{2}) - \frac{\exp(1)}{-n+1} ] = \frac{2^{-n+1}*\exp (\frac{1}{2})-\exp(1)}{-n+1}

\displaystyle I_{n} = \frac{2^{-n+1}*\exp (\frac{1}{2})-\exp(1)}{-n+1} - \frac{-1}{-n+1} * \displaystyle I_{n+1}

\displaystyle I_{n} - \frac{2^{-n+1}*\exp (\frac{1}{2})-\exp(1)}{-n+1} = - \frac{-1}{-n+1} * \displaystyle I_{n+1}

(\displaystyle I_{n} - \frac{2^{-n+1}*\exp (\frac{1}{2})-\exp(1)}{-n+1})* -\frac{-n+1}{-1} =(\displaystyle I_{n} - \frac{2^{-n+1}*\exp (\frac{1}{2})-\exp(1)}{-n+1})* (-n+1) = \displaystyle I_{n+1}

\displaystyle I_{n+1} =-2^{-n+1}*\exp (\frac{1}{2})+\exp(1) + (n-1)\displaystyle I_{n}

\displaystyle I_{n+1} = exp(1) - \frac{\exp (\frac{1}{2})}{2^{n-1}} + (n-1)\displaystyle I_{n}

J'ai trouvé mon erreur en recopiant, merci.

J'ai écrit que l'intégral de u(x)v'(x) valait \frac{1}{-n+1} * \displaystyle I_{n+1} alors que c'est \frac{-1}{-n+1} * \displaystyle I_{n+1} !

Questions:
Comment fait-on pour mettre après [] un indice en haut et en bas en LaTeX s'il vous plait ? (je suis curieux)
Comment on écrit racine carrée en latex ?
Merci.

Posté par
Bouboux
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 17-11-18 à 00:30

Oui c'est ça Larrech, merci.

Et désolé pour mon pavé difficilement lisible.

Posté par
lafol Moderateur
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 17-11-18 à 00:39

\sqrt{blabla} pour racine de blabla
[blabla] _{indice}^{exposant} pour le terme tout intégré de l'intégration par parties

Posté par
vham
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 17-11-18 à 01:08

Bonne nuit,
en essayant d'être plus clair : I_n=\int_1^2{\dfrac{1}{x^n}e^{\frac{1}{x}}dx}
u=\dfrac{x^{-n+1}}{(-n+1)}       du=\dfrac{1}{x^n}dx
v=e^{\frac{1}{x}}                    dv=-\dfrac{1}{x^2}e^{\frac{1}{x}}dx
I_n=\left[ uv \right]_1^2 -  \int_1^2{udv}=\left[\dfrac{x^{-n+1}}{(-n+1)}e^{\frac{1}{x}} \right]_1^2 -  \int_1^2{\dfrac{x^{-n+1}}{(-n+1)}\left(-\dfrac{1}{x^2}\right)e^{\frac{1}{x}}dx}
I_n=\left[\dfrac{2^{-n+1}}{(-n+1)}e^{\frac{1}{2}} \right]-\left[\dfrac{1}{(-n+1)}e \right] + \dfrac{1}{(-n+1)} \int_1^2{\dfrac{1}{x^{n-1}}\dfrac{1}{x^2}e^{\frac{1}{x}}dx}

I_n(-n+1)=2^{-n+1}e^{\frac{1}{2}}-e  + I_{n+1}

Posté par
vham
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 17-11-18 à 01:11

recopier en vérifiant le Latex pas à pas, j'arrive encore après la bataille ...

Posté par
vham
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 17-11-18 à 10:17

Bonjour,

Il me semble qu'il y a encore une erreur de signe devant (n-1)In en dernière ligne du 17-11-18 à 00:25
Juste avant "j'ai trouvé mon erreur"....

Posté par
Bouboux
re : Où me suis-je trompé ? Question bac 18-11-18 à 02:40

Bonjour,

vham @ 17-11-2018 à 10:17

Bonjour,

Il me semble qu'il y a encore une erreur de signe devant (n-1)In en dernière ligne du 17-11-18 à 00:25
Juste avant "j'ai trouvé mon erreur"....


Effectivement, c'est (1-n) et non (n-1), merci.

vham @ 17-11-2018 à 01:08

Bonne nuit,
en essayant d'être plus clair : I_n=\int_1^2{\dfrac{1}{x^n}e^{\frac{1}{x}}dx}
u=\dfrac{x^{-n+1}}{(-n+1)}       du=\dfrac{1}{x^n}dx
v=e^{\frac{1}{x}}                    dv=-\dfrac{1}{x^2}e^{\frac{1}{x}}dx
I_n=\left[ uv \right]_1^2 -  \int_1^2{udv}=\left[\dfrac{x^{-n+1}}{(-n+1)}e^{\frac{1}{x}} \right]_1^2 -  \int_1^2{\dfrac{x^{-n+1}}{(-n+1)}\left(-\dfrac{1}{x^2}\right)e^{\frac{1}{x}}dx}
I_n=\left[\dfrac{2^{-n+1}}{(-n+1)}e^{\frac{1}{2}} \right]-\left[\dfrac{1}{(-n+1)}e \right] + \dfrac{1}{(-n+1)} \int_1^2{\dfrac{1}{x^{n-1}}\dfrac{1}{x^2}e^{\frac{1}{x}}dx}

I_n(-n+1)=2^{-n+1}e^{\frac{1}{2}}-e  + I_{n+1}


Elegant !

Merci pour vos réponses.



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