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Niveau Maths sup
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Récurrence linéaire homogène d'ordre 2

Posté par
Ramanujan
13-08-19 à 21:05

Bonsoir,

Je suis complètement bloqués dans ces démonstrations

Soit la relation (*) : u_{n+2}=au_{n+1}+bu_n avec (a,b) \in \C  \times \C^*

On a montré que si u et v sont 2 suites vérifiant u_0=v_0 et u_1=v_1 alors u=v.

Proposition :
Si l'équation caractéristique possède 2 solutions distinctes r_1 et r_2, alors les suites complexes vérifiant la relation (*) sont les suites de terme général : \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n avec (\lambda_1,\lambda_2) \in \C^2


La vérification que les suites proposées fonctionnent j'ai compris. Mais la réciproque me pose problème.

Je dois montrer que si une suite complexe vérifie (*) alors elle est de la forme \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n.

Je ne comprends pas le début de la démonstration du livre :
Il suffit de montrer que pour (w_0,w_1) \in \C^2, il existe une suite (u_n) de la forme annoncée tel que u_0=w_0 et u_1=w_1.
On a u_0=\lambda_1+\lambda_2 et u_1=\lambda_1 r_1+\lambda_2 r_2
On a donc : \begin{cases} u_0=w_0 \\ u_1=w_1 \end{cases} \Leftrightarrow \begin{cases} \lambda_1+\lambda_2=w_0 \\ r_1 \lambda_1 + r_2 \lambda_2 =w_1 \end{cases}
Ce système de Cramer possède une unique solution car r_1 \ne r_2.

Je ne comprends pas c'est quoi cette suite (w_n) et pourquoi on pose u_0=w_0 et u_1=w_1.
Puis pourquoi on résout ce système ?
Ça fait 1 heure que je suis dessus j'ai mal à la tête

Posté par
fortissimo2
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 21:25

La proposition d'avant dit que si il y a une solution alors elle est unique.
Alors il suffit de la trouver pour dire que c'est celle là.
Or on peut la trouver car c'est un système de Cramer donc tout va bien

Posté par
Jezebeth
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 21:29

Bonjour

Ramanujan @ 13-08-2019 à 21:05

On a montré que si u et v sont 2 suites vérifiant u_0=v_0 et u_1=v_1 alors u=v.

Voilà un résultat amusant.

Pour votre problème, c'est ultra méga mal rédigé, on ne comprend absolument rien.
La stratégie de la démo doit être d'utiliser le résultat établi que vous avez (mal) énoncé : il faut donc exhiber une suite w de la forme voulue (et alors elle vérifiera forcément la relation de récurrence à deux pas comme vous l'avez vérifié) et qui coïncide avec u sur les deux premiers termes, on aura alors u = w comme voulu.

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 21:54

Oui c'est mal rédigé cette démonstration pour ça que je n'y comprends rien.

Il faut montrer que  si w_n vérifie la relation (*)  alors w_n=\lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n

Mais pourquoi on pose w_0=u_0 et w_1=u_1 ?

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 22:04

Tu as vu que :

Citation :
On a montré que si u et v sont 2 suites vérifiant  la relation (*) et u_0=v_0 et u_1=v_1 alors u=v.



Soit u une suite vérifiant la relation de récurrence de premiers termes u_0 et u_1
Si tu trouves une suite w vérifiant (*) de la forme  \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n avec w_0 = u_0 et w_1 = u_1 tu auras automatiquement u = w.

Ca prouvera alors que toutes les suites solutions sont de cette forme là.

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 22:05

Oublions le w_n ça me perturbe.

Il faut prouver que si u_n est unique donc que \lambda_1 et \lambda_2 sont uniques ?

On pose u_n=\lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n
Donc à fortiori u_0=\lambda_1 + \lambda_2 et u_1=\lambda_1 r_1 + \lambda_2 r_2

En résolvant le système, on trouve \lambda_i en fonction des u_i ?

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 22:08

Au fait c'est un très bel exo de raisonnement mathématique qu'on pourrait poser avant un passage en prépa. Dommage que tu aies maté la correction.

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 22:09

lionel52 @ 13-08-2019 à 22:04

Tu as vu que :

Citation :
On a montré que si u et v sont 2 suites vérifiant  la relation (*) et u_0=v_0 et u_1=v_1 alors u=v.



Soit u une suite vérifiant la relation de récurrence de premiers termes u_0 et u_1
Si tu trouves une suite w vérifiant (*) de la forme  \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n avec w_0 = u_0 et w_1 = u_1 tu auras automatiquement u = w.

Ca prouvera alors que toutes les suites solutions sont de cette forme là.


Merci Lionel j'ai compris.
J'avais oublié que dans la relation (*) on a aussi les valeurs fixées pour u_0,u_1....

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 22:10

lionel52 @ 13-08-2019 à 22:08

Au fait c'est un très bel exo de raisonnement mathématique qu'on pourrait poser avant un passage en prépa. Dommage que tu aies maté la correction.


Il est formateur au niveau du raisonnement ?

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 13-08-19 à 22:36

Une autre question :

Proposition : cas complexe
Si l'équation caractéristique possède 2 solutions distinctes r_1 et r_2, alors les suites complexes vérifiant la relation (*) sont les suites de terme général : \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n avec (\lambda_1,\lambda_2) \in \C^2


Je dois en déduire la proposition dans le cas réel....

Proposition : cas complexe
Si l'équation caractéristique possède 2 solutions distinctes r_1 et r_2, alors les suites réelles vérifiant la relation (*) sont les suites de terme général : \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n avec (\lambda_1,\lambda_2) \in \R^2


Pareil je ne comprends pas d'où sort le passage en vert.
Ce cas se déduit facilement du cas complexe. Il s'agit de montrer que la suite de terme général \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n est à termes réelles si et seulement si (\lambda_1,\lambda_2) \in \R^2.
Le démontrer ne me pose pas de problème mais je ne comprends pas d'où ça sort.
Je fais le démonstration rapidement.
Si (\lambda_1,\lambda_2) \in \R^2 alors comme les racines sont réelles on en déduit que lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n \in \R.
Réciproquement siu_n= lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n \in \R.Comme u_0,u_1 \in \R , on trouve \lambda_1=\dfrac{1}{r_2-r_1}(u_0r_2-u_1) \in \R et \lambda_2=\dfrac{1}{r2-r_1}(u_1-r_1 u_0) \in \R d'où le résultat.

Posté par
luzak
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 09:26

Citation :
Proposition : cas complexe
Si l'équation caractéristique possède 2 solutions distinctes r_1 et r_2, alors les suites réelles vérifiant la relation (*) sont les suites de terme général : \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n avec (\lambda_1,\lambda_2) \in \R^2

Il ne manquerait pas un "deux solutions réelles..." dans ton énoncé ? Sans cette précision ton énoncé est faux !

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 13:03

Si j'ai oublié le "réelles".

Comment on utilise la proposition dans le cas complexe pour en déduire que les solutions sont réelles si et seulement si (\lambda_1,\lambda_2) \in \R^2 ?

Par ailleurs, le 1er cas je n'ai toujours pas compris l'histoire des u_0=w_0 et u_1=w_1 et la résolution du système de CRAMER. Je ne comprends pas la méthode.

Il faut montrer que si w_n vérifie l'équation u_{n+2}=au_{n+1}+bu_n alors on a w_n=\lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 14:10

Oui c'est l'énoncé. Et je pensais que tu avais compris hier soir.... on est repartis pour 150 messages

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 14:27

lionel52 @ 13-08-2019 à 22:04

Tu as vu que :

Citation :
On a montré que si u et v sont 2 suites vérifiant  la relation (*) et u_0=v_0 et u_1=v_1 alors u=v.



Soit u une suite vérifiant la relation de récurrence de premiers termes u_0 et u_1
Si tu trouves une suite w vérifiant (*) de la forme  \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n avec w_0 = u_0 et w_1 = u_1 tu auras automatiquement u = w.

Ca prouvera alors que toutes les suites solutions sont de cette forme là.


Mais ce que je ne comprend pas c'est qu'on utilise jamais le fait que w vérifie la relation u_{n+2}=au_{n+1}+bu_n

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 14:51

Tu as chosi r1 et r2 de sorte que si

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 15:37

lionel52 @ 14-08-2019 à 14:51

Tu as chosi r1 et r2 de sorte que si


Pas compris.

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 15:57

On veut montrer que w_0=u_0 et w_1=u_1

Alors qu'il partent de w_0=u_0 et w_1=u_1 ça n'a aucun sens

En plus ils utilisent la relation \lambda_1 r_1 ^n + \lambda_2 r_2 ^n alors en remplaçant pour n=0 et n=1 alors que c'est ce qu'il faut montrer

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 16:17

ouais en gros t'as rien compris à la démarche ahah

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 16:49

Quelle est la démarche alors ?

Posté par
luzak
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 16:57

Faut dire qu'on met un peu la charrue avant les bœufs quand on ne veut pas utiliser qu'il y a un espace vectoriel de solutions.

@Ramanujan
Si deux suites u,v vérifient la relation (\ast) toute combinaison linéaire \lambda u+\mu v la vérifie aussi. Si cela ne te semble pas évident, tu le démontres, c'est fait en une ligne.

Comme les suites n\mapsto r_1^n,\;n\mapsto r_2^n vérifient la relation (\ast) tu sais déjà que toute combinaison linéaire, disons w, la vérifie aussi.
Maintenant il te reste à calculer les coefficients  pour que ce soit une suite donnée u.
D'après la première question, il faut (les images de 0,1 doivent être les mêmes) et il suffit (ça c'est ta première question) que les coefficients vérifient les relations :
u_0=w_0=\lambda_1(r_1^0)+\lambda_2(r_2^0);\;u_1=w_1=\lambda_1(r_1^1)+\lambda_2(r_2^1).

\lambda_1,\lambda_2 sont donc solutions d'un système de Cramer que tu peux expliciter.
Il est alors visible, quand r_1,r_2 sont réels qu'il en est de même de \lambda_1,\lambda_2 : voilà pour le nécessaire.
Par ailleurs le choix de \lambda_1,\lambda_2 réels donnera bien une suite à valeurs réelles \lambda_1\,r_1^n+\lambda_2\,r_2^n.

Posté par
Ramanujan
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 17:25

"Maintenant il te reste à calculer les coefficients  pour que ce soit une suite donnée u. "

Pas compris.

Je ne vois pas dans votre raisonnement où vous montrez l'implication :

Si w_n vérifie (*) alors en posant u_n=\lambda_1 r_1 ^n+\lambda_2 r_2 ^n on a :  w_0=u_0 et w_1=u_1

Vous n'utilisez jamais l'hypothèse de départ c'est-à-dire que w_n vérifie (*) c'est ça que je ne comprends pas.

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 17:45

Bon.

Tu te donnes une suite u_n qui vérifie (*). Fixée. Pas touche.
Tu VEUX montrer que u_n est s'exprime sous la forme \lambda_1 r_1^n + \lambda_2 r_2^n avec pour rappel r_1 et r_2 solutions de l'équation r^2 = ar + b

On pose w_n = \mu_1 r_1^n + \mu_2 r_2^n avec \mu_1, \mu_2 que l'on définira plus loin. On SAIT que w_n vérifie la relation (*) lorsque r_1 et r_2 sont choisies comme solutions de  r^2 = ar + b . C'est la question précédente. On cherche alors \mu_1, \mu_2 de sorte que

w_0 = u_0
w_1 = u_1

Ce qui te ramène à un système de 2 équations à 2 inconnues, dont les inconnues SONT  \mu_1, \mu_2.

Si le système a une unique solution, cela voudra dire que
1) u et w vérifient toutes les 2 la relation (*)
2) w_0 = u_0
3) w_1 = u_1

Conclusion en utilisant :

Citation :

On a montré que si u et v sont 2 suites vérifiant (*) et u_0=v_0 et u_1=v_1 alors u=v.


u = w. C'est à dire que u s'écrit sous la forme \lambda_1 r_1^n + \lambda_2 r_2^n

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 17:47

Oh et puis merde tu viens de poster sur maths forum je sais même pas pourquoi je me fais chier

Posté par
malou Webmaster
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 18:57

Bonjour à tous
désolée, mais il faut que cela s'arrête...comme il ne s'arrête pas tout seul, je l'arrête.
C'est se moquer complètement du monde de poster le même exo de deux côtés simultanément, et tout ça pour n'en tirer aucun profit.
Tout le monde dit que ce niveau ne lui est pas adapté...il est anormal de demander de l'aide toutes les 3 lignes d'une démonstration...c'est qu'on n'a pas les bases pour la comprendre.
Ramajuan va devoir comprendre qu'il n'est pas seul. Je crois qu'il a perdu tout sens de la réalité.
Tout le monde peut partir en WE

Posté par
carpediem
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 19:23

d'autant plus qu'il est infoutu de recopier un texte correctement :

Ramanujan @ 14-08-2019 à 13:03

Si j'ai oublié le "réelles".

et Limite suite complexe

et je me suis abstenu d'intervenir ici après avoir vu une dizaine de msg et
Ramanujan @ 13-08-2019 à 21:05

La vérification que les suites proposées fonctionnent j'ai compris. Mais la réciproque me pose problème.
totalement en contradiction avec toutes ces réponses ...

Posté par
lefou666
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 19:57

Bonsoir,

Ramanujan se fait engueuler sur l'autre site également

Posté par
lafol Moderateur
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 14-08-19 à 22:32

Posté par
lionel52
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 15-08-19 à 18:30




De retour sur futura sciences après avoir posté sur ilemaths et maths-forum son énoncé... On pourra lui expliquer les exos 1000 fois de 1000 façons différentes il comprend rien de rien.

Posté par
coa347
re : Récurrence linéaire homogène d'ordre 2 15-08-19 à 20:40

Bonjour,

Ben arrêtez de lui répondre !



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