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Niveau Maths sup
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stratégie de raisonnement

Posté par
James bond
17-09-09 à 17:48

bonsoir, j'ai une propriété, et je dois démontrer qu'il existe un unique couple vérifiant cette propriété.

je dois alors montrer l'existence de ce couple( c'est à dire qu'il en existe au moins un)
et l'unité ( c'est à dire qu'il en existe un seul vérifiant la propriété)

quelle est la méthode usuelle, pour démontrer l'unicité?

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 17:57

Salut.
En fait j'en connais deux:
-tu suppose qu'ils existe deux, et tu montre qu'ils sont égaux;
-tu suppose qu'il en existe deux différents et tu montre qu'il y a contradiction.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:00

ca se fait assez bien?

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:02

Tout dépend du cas dans lequel tu es. Je ne peux pas t'n dire plus comme ça.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:06

voici mon cas:

soit u(n)=(1+racine2)^n
       v(n)=(1-racine2)^n

je dois démontrer l'existence et l'unicité d'un couple (a(n);b(n)) tel que:

u(n)=a(n)+(racine2)b(n)

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:11

La formule du binôme doit servir. Sépare les puissances paires et impaires.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:14

tu pourrais expliciter d'avantage s'il te plait, que je puisse voir ce que tu souhaites me montrer?

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:16

u_n =\bigsum_{k=0}^nC^k_n\sqrt 2^k et \sqrt 2^k est un entier ou pas selon la parité de k.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:20

oui, mais comment arriver à la conclusion que je cherche?

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:22

Tu prendra comme a_n la parite de la somme pour k pair et b_n pour les  k impairs.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:28

ok, j'ai réussi à le faire.
j'ai tout exprimé en tant que somme d'entiers et en tant que produit avec racine de 2

maintenant, les choses se compliquent:

on a u(n)=a(n)+b(n)racine 2

et on cherche à démontrer: a(n)^2-2b(n)^2= (-1)^n

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:31

Je crois qu'il vaut mieux écrire a_n^2-2b_n^2 =\(a_n-\sqrt 2 b_n\)\(a_n+\sqrt 2 b_n\)

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:33

ca, je l'ai déjà fait, mais je vois pas comment arriver au (-1)^n

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:41

Il faut faire ce que tu as fait à u_n pour v_n.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:43

justement, c'est l'objet de la question d'aprés.

le but étant de démontrer que: a(n)-b(n)racine2=v(n)

mais pour la question d'avant, je m'avoue un peu bloqué

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:55

Dommage, parce que ça marche bien. C'est un DM? Dans ce cas je comprends que l'on ne puisse pas modifier l'ordre des questions.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 18:57

oui, un DM...
de plus, j'avais pensé à faire ce que tu proposais..
on peut pas le faire par récurrence à ton avis?

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 19:00

Je ne sais pas si l'expression de a_{n+2} en fonction de a_n est simple ou pas. Idem pour b_n.
Je ne sais pas non plus si le "bourrinage" marche, c'est-à-dire écrire les a_n et les b_n en fonction de la parité de n et de calculer le produit.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 19:01

selon toi, quelle est la meilleure solution?

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 19:19

Fusionner les deux questions!

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 19:20

tu fais de l'humour ou tu es sérieux?

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 19:32

help!

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 20:04

personne ne voit?

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 17-09-09 à 21:12

Matheuxmatou, ou es tu?

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 18-09-09 à 11:23

une bonne âme pour me débloquer  sur cette question?

Posté par
Camélia Correcteur
re : stratégie de raisonnement 18-09-09 à 14:33

Bonjour

u(n)=(1+\sqrt 2)^n=a(n)+b(n)\sqrt 2
v(n)=(1-\sqrt 2)^n=a(n)-b(n)\sqrt 2 (Ca, c'est à justifier...)

u(n)v(n)=(-1)^n=a^(n)^2-2b(n)^2

Posté par
girdav
re : stratégie de raisonnement 18-09-09 à 17:32

Mais en fait ce qui bloque James bond c'est que le fait que v_n=a_n-\sqrt 2b_n soit à démontrer dans une question ultérieure, ce qui sous-entend qu'il faut le faire d'une autre manière, que je ne trouve pas.

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 18-09-09 à 18:01

bonjour, la récurrence s'impose pour faire cet exercice si on ne veut pas utiliser les autres méthodes....

tout le début du problème peut se traiter simplement....


on démontre par récurrence que  4$ u_n=a_n+b_n \sqrt 2

vrai si n=0 a_0=1 b_0=0

si c'est vrai à l'ordre n alors

4$ u_n=a_n+b_n \sqrt 2
4$ u_{n+1}= \left( a_n+b_n \sqrt 2 \right)\left( 1+\sqrt 2 \right)
4$ u_{n+1}= \left( (a_n+2 b_n) + (a_n+b_n) \sqrt 2 \right)

donc

4$ a_{n+1} = a_n+2b_n

et

4$ b_{n+1} = a_n+b_n

ensuite on démontre par récurrence que
4$ a_n ^2 - 2 b_n^2 = (-1)^n

comment ?

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 18-09-09 à 19:40

merci pour vos réponses brêves et précises.
comme d'habitude...

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 10:39

cependant, n'ayant jamais fait encore de cas d'existence et unicité, comment rédigeriez vous l'existence et l'unicité du couple ((a(n), b(n)) pour:

(1+racine2)^n=a(n)+b(n)racine2

merci d'avance

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 11:02

bonjour:


pour l'existence:

on démontre par récurrence qu'i existe an et bn
4$ u_n=a_n+b_n \sqrt 2

vrai si n=0 a_0=1 b_0=0

si c'est vrai à l'ordre n alors
4$ u_n=a_n+b_n \sqrt 2
 \\ 4$ u_{n+1}= \left( a_n+b_n \sqrt 2 \right)\left( 1+\sqrt 2 \right)
 \\ 4$ u_{n+1}= \left( (a_n+2 b_n) + (a_n+b_n) \sqrt 2 \right)

donc

4$ a_{n+1} = a_n+2b_n

et

4$ b_{n+1} = a_n+b_n

pour l'unicité, on suppose qu'il existe une autre écriture:

si a_n+b_n \sqrt3 = a+b\sqrt 3
et on montre que  an=a et bn=b....
faut-il expliciter le calcul?

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 11:05

j'ai compris ta démo, mais comment passes tu de u(n) à u(n+1)?

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 11:11

et comment montres tu l'existence de a(n) et b(n) pour u(n)?
désolé, pour l'instant c'est la première fois qu'on me demande de démontrer ca...

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 11:20

ce qui me gène, c'est comment tu es passé de l'écriture de u(n) à u(n+1) en multipliant par ( 1+racine2)...

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 11:47

4$u_{n+1}=(1+\sqrt 2)^{n+1} = (1+\sqrt 2)^n (1+\sqrt2)


4$ u_n=a_n+b_n \sqrt 2 \\ 4$ u_{n+1}= \left( a_n+b_n \sqrt 2 \right)\left( 1+\sqrt 2 \right) \\
 \\ u_n+1=a_n + a_n \sqrt 2 + b_n \sqrt 2 + b_n \times 2\\ 4$ u_{n+1}= \left( (a_n+2 b_n) + (a_n+b_n) \sqrt 2 \right)

on a: 4$ a_{n+1}=a_n+2b_n est un entier, 4$ b_{n+1} = a_n+b_n est un entier
donc u_{n+1} s'écrit de la manière qu'il faut....

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 11:53

merci beaucoup Estafette, je comprends bien mieux à présent...

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 11:54

il ne me manque que l'unicité à voir, et j'aurai enfin la méthode de raisonnement sur existence et unicité.

comment rédigerais tu cette dernière partie?

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 12:54

comment feriez vous pour montrer ensuite l'unicité du couple?

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 13:13

pour l'unicité, on suppose qu'il existe une autre écriture:

si
4$a_n+b_n \sqrt3 = a+b\sqrt 3
et on montre que  an=a et bn=b....


rédaction:
si
4$a_n+b_n \sqrt3 = a+b\sqrt 3   et b_n différent de b[/tex]
avec b_n différent de b

alors

4$ a_n-a=(b -b_n)\sqrt 3
donc
4$ \sqrt 3 = \frac {a_n-a}{b -b_n}

impossible car racine de 3 n'est pas un rationnel.....

donc b_n=b et par suite a_n=a

ce qui montre qu'il n'y a qu'une seule façon d'exprimer u_n sous cette forme....

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 13:23

pourquoi choisir racine de 3?

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 13:50

une étourderie, c'est bien-sur racine de 2

cela ne change rien au raisonnement....
encore toutes mes excuses....

et ne pas oublier de préciser que a;b;an et bn sont des entiers....

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 13:57

merci Estafette pour ta précieuse aide...

j'ai encore un peu de mal pour montrer l'existence, le principe de récurrence marche souvent dans ce cas là?

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 14:09

La récurrence est souvent une bonne méthode pour montrer l'existence...

mais elle a comme principal défaut qu'on ne comprend pas bien ce qui se passe....

moi, personnellement (mais je ne suis pas toujours un exemple à suivre) , je préfère bidouiller et ensuite de rédiger correctement....

j'aurais commencé par trouver l'expression et ensuite pour démontrer j'aurais pris la récurrence car c'est très rigoureux....

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 14:10

on aurrait pu montrer l'existence par le binome de newton?

Posté par
Camélia Correcteur
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 14:13

Rebonjour

Dans ce cas, moi je ne ferais pas de récurrence... Je dirais simplement que pour tout polynôme P(X), on peut écrire P(\sqrt 2)=a+b\sqrt 2, simplement parce que (\sqrt 2)^{2k}=2^k et (\sqrt 2)^{2k+1}=2^k\sqrt 2. Pour l'unicité, il faut en effet utiliser le fait que \sqrt 2 est irrationnel.

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 15:20

maintenant, il s'agit de montrer que pour n naturels, on a:

a(n) 3(n-1)

et b(n)2(n-1)

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 15:26

ça ressemble à une récurrence.....

initialisation:...

hérédité.......

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 15:30

on me demande ensuite d'en déduire la limite de la suite v(n)

et d'arriver au final à: (a(n))/(b(n)) converge vers racine 2

Posté par
esta-fette
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 16:06

vn tend vers zéro (suite géométrique de raison inférieure à 1 en valeur asolue)

donc a_n - b_n \sqrt 2 tend vers 0

donc........a_n / b_n - sqrt 2 converge vers 0

Posté par
James bond
re : stratégie de raisonnement 19-09-09 à 16:09

que signifie sqrt?

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