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Niveau Maths sup
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Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn

Posté par
kzl
19-07-11 à 00:49

Bonjour,

Avant de vous entendre crier !
Laissez-moi poser mon problème =)

Je me demandais comment je pouvais faire pour écrire Un en fonction de n dans le cas où la suite Un est de la forme Un+1 = Un + Vn, mais avec Vn suite arithmétique. Par exemple : Vn+1 = Vn + 2
(Je prends donc ici, le cas où a = 1, c'est pas tant a qui m'interesse mais plus le cas de la suite arithmétique)

Je vous explique ma démarche.
De façon analogue à ce que j'ai appris en sup, mais pour le cas où Vn est une suite géométrique (je n'ai que des exemples de suite géo^^)

J'écris que en posant la matrice Xn = (Un,Vn,1), j'en déduis que :
Xn+1 = A*Xn
où A = ( 1,1,0 )
...       ( 0,1,2 )
...       ( 0,0,1 )

(Par produit matriciel on retrouve naturellement Un et Vn et "1=1" ^^')

D'où on en déduit que (Xn) est une suite géo (problème de notation & de vocabulaire surement ici) d'où Xn = A^n*X0

Je me met donc à calculer A^n qui est une matrice carrée d'ordre 3.
Je remarque que A = I3 + N où
N = (0,1,0)
    (0,0,2)
    (0,0,0)
et N³ = O3 (matrice nulle)

Donc je calcul A^n = (I3+N)^n et là bon grace au binome de Newton je tombe sur A^n qui chez moi fait

A^n = (1, (n+1), (n²+n+1))
      (1,   1  , (2n + 1))
      (1,   1  ,     1   )

J'en conclus ensuite qui a un probleme, car Xn = A^n*X0 me donne Xn = (Un,Vn,1) = ((n²+n+2), 2(n+1), 2)

Et c'est faux ^^ Si qqn pouvait m'expliquer où j'ai commis l'erreur et/ou la bonne méthode ça serait très gentil de votre part !

PS: Désolé pour LtX je ne sais pas l'utiliser ^^", s'espère que vous réussirez à lire !

Posté par
kzl
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 00:51

J'ai oublié de préciser que je prends dans mon exemple pour déterminé Xn, U0 = 1 et V0 = 0

Posté par
Supernick
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 00:57

A vue doeil lexpression de a^ n est mauvaise!

Posté par
Supernick
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 00:59

Mais tu nas pas besoin de faire tout ca ... cest comme les equas diff : sol part + sol homogene

(sol homogene : un+1 = un)

Posté par
Supernick
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 01:06

Et encore mieux : tu peux sommer un+1 - un de 0 a n pour avoir directement une expression generale :)

Posté par
milton
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 01:16

salut
supposons que tu connaisse le terme general de v_n
soit t_n tel que u_n=a^nu_n alors on remplace juste u_n par la forme qu'on vient de lui donner
a^{n+1}t_{n+1}=a(a^nt_n) + v_n .
donc a^{n+1}t_{n+1}=a^{n+1}t_n + v_n il vient que t_{n+1}-t_n=a \frac{v_n}{a^n}
et on procede à une itteration
t_n - t_{n-1}=a \frac{v_{n-1}}{a^{n-1}}
......           =a \frac{v_{n-2}}{a^{n-2}
.
.
.
.
t_1 -t_0 =a \frac{v_0}{a^0}
en sommant terme à terme on aura
t_n -t_0 =a\sum_{i=0}^{n-1} \frac{v_i}{a^i}
et puis avec le fait que t_0= u_0 tu retrouve l'expression de u

Posté par
kzl
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 10:12

Oui c'est vrai aue les suites téléscopique c'est plus efficace. J'y avait pas penser :/
Mais simplement, quelqu'un pourrait juste m'expliquer pourquoi cette methode et ce choix de A^n ne fonctionne pas, car si l'on effectue le produit matriciel de Xn+1=A^n*Xn l'ont obtient bien les relations voulu ?

Posté par
Supernick
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 11:18

Je te l'ai dit, ton expression de A^n est mauvaise. Sauf erreur :

A^n = \begin{pmatrix}1&n&n(n-1)\\ 
 \\ 0&1&2n\\ 
 \\ 0&0&1\\ 
 \\ \end{pmatrix}

Posté par
Supernick
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 11:23

Retiens que si tu as une matrice triangulaire supérieure quand tu passes à la puissance n les éléments sur la diagonale passent à la puissance n et les éléments sous la diagonale restent nuls (ça reste une matrice triang supérieure)

Posté par
kzl
re : Suite de la forme Un+1 = aUn +Vn 19-07-11 à 19:03

Ok, je retiens !
Merci beaucoup pour votre aide



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