Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau terminale
Partager :

Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme...!

Posté par
Retxed
14-09-14 à 00:47

Salut à tous !

Alors voilà, j'ai un exercice à faire sur les suites et plus particulièrement le raisonnement par récurrence :


On considère  la suite (Un) définis sur par :
U0 = 1
Un+1 = 1/2 Un + n-1

1.a) Démontrer que pour tout entier suppérieur ou égal à 3, Un 0.

  b) On a conçu l'algorithme suivant (voir photo jointe)
Programmer cet algorithme à l'aide d'un logiciel ou d'une calculatrice, puis l'exécuter pour des valeurs de M telles que 5, 10 , 100 , 1000.

  c) En déduire une conjecture sur le comportement de la suite (Un)

  d) Montrer que, pour tout entier n suppérieur ou égal à 4 :
      Unn-2

  e) En déduire la limite de la suite (Un)

2. On définis que la suite (Vn) sur par :
Vn = 4Un - 8n +24

  a) Démontrer que la suite Vn est une suite géométrique strictement décroissante et dont on donnera le premier terme et la raison

  b) Démontrer que pour tout entier naturel n :
Un = 7/(2)n + 2n -6

  c) Vérifier que, pour tout entier naturel n, Un = xn + yn' où (xn) est une suite géométrique et (yn) une suite arithmétique, dont on précisera pour chacune le premier terme ainsi que la raison.
  
  d) En déduire l'expression de :
     k=n
Sn = Vk
     k = 0

En fonction de n, entier naturel

-------------------------------------------------------------------
1. a)
Montrons par récurence que pour tout n   3, Un0

Initialisation :
Pour U3 on a :
U 0 + 1 = 1/2 * 1 + 0 -1 = -1/2
U2 = ... = -1/4
U3 = ... = 7/8

Donc U3> 0

Hérédité :
Supposons que pour un certain entier k, tel que 3kn , Uk 0,
montrons que la propriété de récurrence est vrai au rang k+1 :

1/2 Uk + k -2
Or k 3 et 3> 2, donc k-20, et Uk >0, car 1/2Uk >0
Par conséquent Uk+1 0
La propriété est héréditaire

  b)J'ai rentré comme programme :
? -> M
0 -> N
1 -> U
While U < M
N+1 -> N
1/2 U + N-1 ->U
Whileend
N(triangle noir)

Mais, mon programme ne fontionne pas puisque j'obtien :
Pour M 5 =5
M 10 = 7
M100 = 52
M1000 = 502

Alors que quand je regarde l'evolution de la suite dans le menu récurse, les donné ne sont pas les mêmes !!

c) On conjecture que la suite est croissante et tend vers +

d)
Montrons par récurence que pour tout n   4, Unn-2

Initialisation :
Pour U4 on a :
U 0 + 1 = 1/2 * 1 + 0 -1 = -1/2
U2 = ... = -1/4
U3 = ... = 7/8
U4 = 39/16 2.43
Donc U4> n-2
2.43 > 4-2

Hérédité :
Supposons que pour un certain entier k, tel que 4kn , Uk n-2,
montrons que la propriété de récurrence est vrai au rang k+1 :

1/2 UK + K -2
Or K 4 et  n-2 < 4 <+
De plus 1/2Uk >0.  
La propriété est héréditaire

Je ne suis pas sur de ce que j'ai fait, et au de la de ça, je ne sais pas comment continuer  !

Merci d'avance

Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme...!

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 01:29

Salut, je l'ai codé et j'obtiens les mêmes résultats, est-tu sûr de comprendre ce que fait ce bout de code?

Ta récurrence est fausse pour le d) il me semble.

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 14:52

M%erci de ta réponse

Selon moi, il calcule Un , non ?

Ah d'accord, que dois je faire dans ce cas pour la d) ?

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 16:52

Non, ça calcule effectivement Un mais ça te renvoie le rang n à partir duquel Un est plus grand ou égal à M.

Un+1 = 1/2 Un + n-1

Initialisation ok)

Montrons que Un>= n-2 implique u(n+1)>=n-1

u(n+1)= 1/2 Un + n-1

Un étant positif:

1/2 Un + n-1>=n-1

Ce qui équivaut à:

U(n+1)>=n-1

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 18:27

Encore merci de ton aide "numero10"

Je comprend mieux mon erreur !
Je pense avoir bien compris cette partie !

e)Ensuite on sais que pour Un+1 , soit la suite géométrique de raison 1/2,
la raison q est tel que -1<q<1 on en déduit que la limite de la suite un est 0, cependant par somme de suites,  pour tout n>1 , la limte de la suite est +inf. Donc cette suite diverge vers + inf

Je ne suis pas très sur de ma réponse :s

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 20:33

Euh, je ne suis pas sûr de la question à laquelle tu réponds:

Déjà on est d'accord que comme:

Pour tout n>3, Un>=n-2
et n-2 tend vers +'l'infini lors n tend vers l'infini.

Ainsi Un diverge vers +l'infini?

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 21:40

Je répond à la e) En déduire la limite de la suite (Un)

Je ne comprend pas très bien ta justification ?
Pourquoi si Un > n-2 , tend vers l'infini ? Ne doit on pas utiliser la raison ?


Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 23:23

Ben, si U_n est plus grand pour tout n, que quelque chose qui tend vers l'infini. Il tend lui aussi forcément vers l'infini, non?

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 14-09-14 à 23:58

Ah oui d'accord, je comprend mieux !
Je n'avais pas fait attention que n>=4



Ensuite on a :
2. On définis que la suite (Vn) sur  par :
Vn = 4Un - 8n +24

  a) Démontrer que la suite Vn est une suite géométrique strictement décroissante et dont on donnera le premier terme et la raison

Alors là j'ai essayé de faire :
Vn =  4Un - 8n +24
Vn = 4 (2(2/3)n + n ) - 8n +24
Vn = 8(2/3)n + 4n - 8n + 24
Vn = 8(2/3) n - 4n + 24
Vn = (16/3) n - 4n + 2

A partir de la je bloque,

J'ai aussi essayé de faire : Vn+1/Vn,
Pour autan, je me retrouve au final avec :
(8/3Un - 20/3 +29) / (16/3 n - 4n + 24)

En tout cas merci beaucoup pour toute ton aide

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 15-09-14 à 00:07

RECTIFICATION, j'ai utiliser les donnée d'un  mauvaise exos pour mon expresion de Vn , et mon calcul pour verifier si Vn était géométrique juste au dessus !
Désolé, désolé, désolé ...

Je reprend :
Ensuite on a :
2. On définis que la suite (Vn) sur  par :
Vn = 4Un - 8n +24

  a) Démontrer que la suite Vn est une suite géométrique strictement décroissante et dont on donnera le premier terme et la raison
Vn = 4Un - 8n +24
Vn+1 = 4Un+1 - 8n+1 +24
Vn+1 = 4 (1/2 Un + n-1) - 8n + 25
Vn+1 = 2 Un  + 4n - 4 - 8n +25
Vn+1 = 2Un + 4 n - 21

A partir de la je bloque !
Et je ne peut pas appliquez la méthode de Vn+1/Vn étant donné que je n'ai pas la valeur de Un

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 15-09-14 à 20:07

Salut,

 \\ v_{n+1}/v_n=\frac{2u_n-4n+12}{4u_n-8n+24}=1/2

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 15-09-14 à 20:13

//!\\//!\\//!\\//!\\//!\\//!\\


Vn = 4Un - 8n +24

implique

V_{n+1}=4u_{n+1} - 8(n+1)+24

//!\\//!\\//!\\//!\\//!\\//!\\

Bon on peut facilement deviner la décroissance de la suite avec la raison trouvée dans mon message précédent.

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 15-09-14 à 23:37

En effet j'ai fait n'importe quoi :s

Par contre pour 8n quand on passe à n+1, on a 8(n+1) = 8n + 8 ou 8n+1 ?

Du coup, il vaut mieux utiliser la méthode de vn+1/vn, mais avant cela il faut démontrer que tout les termes de cette suites sont positif, que doit-on faire pour cela ?

Du coup, j' ai refait mes calculs et j'obtiens :
Vn+1 = 2Un - 4n + 12,
Mais à partir de la comment faire, pour démontrer la décroissance de la suite ! Je bloque souvent sur ce genre d'exercice  


Ensuite,on sais que vn+1/vn = 1/2 on a donc une suite géométrique de raison 1/2, tel que Vn = 1/2n, la suite est donc décroissante car 0<q<1, et le premier terme de cette suite est telle que :
V1 = 1/21 = 1/2 ?

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 16-09-14 à 23:06

Désolé, j'allume tout juste mon ordi,

v_{n+1}/v_n=1/2<1 implique la suite est décroissante.

Le premier terme c'est v_0=28

 \\ u_n=v_n/4 + 2n-6

Avec:

v_n=28/2^n

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 17-09-14 à 17:05

Merci beaucoup de ton aide, et désolé de ma réponse tardive

Je ne comprend pas comment tu fait pour calculer V0 ?

Comment passe tu de : Un = Vn/4 + 2n -6 à Vn = 28/2n ?

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 17-09-14 à 21:27

Vn = 4Un - 8n +24

V0=4U0-8*0+24

V0=4+24=28

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 17-09-14 à 22:27

Hmm...D'accord,  je n'avais pas pensé à ça, même si,c'est en effet logique

Ensuite, comme la raison est de 1/2, on sait que Vn = V0 * 1/2n = 28/2n


Ensuite, 3.b) Démontrer que pour tout entier naturel n :
Un = 7/(2)n + 2n -6

Alors moi j'ai fait :
Vn = 4Un - 8n +24
Or V, est une suite géométrique tel que : Vn = V0 . qn = 28/2n
Or si Vn = 4Un -8n +2,
Un = (Vn - 8n + 24) /4
Un = vn/4 -2n + 6
Un = (28/2 n)/4 -2n + 6
Un = 28/2 n * 1/4 -2n + 6
Un = 7*4/2n * 1/4  -2n + 6
Un = 7/2n *1  -2n + 6
Un = 7/2n  -2n + 6

Je ne sais pas du tout si cela convient :s

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 17-09-14 à 22:42

Quand tu fais passer des membres de l'autre coté de l'égalité, il faudra faire attention à changer le signe.

Et comme ça tu tomberas sur ce qui est demandé .

Posté par
Retxed
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 17-09-14 à 23:41

Ah oui, en effet je n'y ai pas fait attention, du coup on a :

Vn = 4Un -8n +24,
- 4Un = - Vn - 8n +24
-Un = (-Vn -8n +24) / 4
Un = (Vn + 8n -24) / 4
[...]
Un = 7/2n+ 2n - 6




3. c) Vérifier que, pour tout entier naturel n, Un = xn + yn' où (xn) est une suite géométrique et (yn) une suite arithmétique, dont on précisera pour chacune le premier terme ainsi que la raison.

Alors la j'ai mis :

Un =7/2n + 2n -6
xn =7/2n, est une suite géométrique de raison 7/2 et de premier termes :x1 = 7/21=7/2
yn = 2n, est une suite géométrique de raison 2 et de premier terme : y1 = 2 * 1=2

Posté par
numero10
re : Raisonnement par récurrence, suite auxiliaire, programme... 18-09-14 à 21:33

xn =7/(2^n)=7*(1/2)^n

x0=7

Je te laisse deviner la raison, regarde ton cours si tu as un doute.

yn=y0+nr=2n-6

Je te laisse deviner là aussi le premier terme et la raison r.



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1760 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !