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Niveau Maths sup
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suite définie par récurrence

Posté par
metaphore
21-12-11 à 16:02

Bonjour, je bloque sur cet exercice depuis un moment. Voici l'énoncé :

u_0=a et pour tout   n

u_{n+1}=\sqrt{\sum_{k=0}^n u_k

Vérifier  u_{n+1}-u_n=\frac{u_n}{u_{n+1}+u_n}

voici mon raisonnement :

 u_{n+1}-u_n=\frac{u_n}{u_{n+1}+u_n} u_{n+1}^2=u_n+u_n^2

j'ai tenté de le montrer par récurrence, mais je trouve quelque chose de faux lors de l'inialisation :

u_1^2=a u_1^2=a^2+a

j'ai surement fait une erreur grossière, mais je ne vois pas où. Si quelqu'un pouvait m'aider pour que je poursuive mon exercice sa serait sympas. Merci

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 16:42

Posté par
Glapion Moderateur
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 16:43

Bonjour quand tu en es à devoir montrer que u²n+1 =un+un², c'est immédiat car u²n+1=u0+u1+...+un-1+un=u²n+un

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 16:53

Oui je suis d'accord, mais il s'agit de l'hérédité. Moi je bloque sur l'initialisation (honte à moi),puisque pour u1 je trouve deux résultats différents qui normalement devraient être égaux. J'aimerai savoir l'erreur que j'ai commise lors de ce calcul.
Merci pour votre réponse

Posté par
Glapion Moderateur
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 17:07

tu n'as pas besoin d'une démonstration par récurrence.
maintenant si ça t'amuse :
u0²=a²
1=u0=a²
2=u0+u1=a²+a et on vérifie que c'est bien conforme à la formule u1+u²1 qui donne aussi a+a²
tu supposes la formule vraie pour n donc que u²n+1=u²n+un et tu montres qu'elle est encore vraie pour n+1
Effectivement u²n+2=u0+u1+...+un+1=u²n+1+un+1 (puisque par définition u0+u1+...+un=u²n+1) et donc la formule est encore vérifiée pour n+1

Posté par
Glapion Moderateur
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 17:08

oui l'erreur c'est que u²1=a² et pas a

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 17:15

merci j'ai compris mon erreur lors de l'initialisation.
Sinon je n'avais pas fait attention que l'on pouvait le faire directement sans récurrence.

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 17:39

par contre lorsque vous démontrez directement, je ne comprends pas : u²n+1=u0+u1+...+un-1+un=u²n+un
pourquoi u0+u1+...+un-1=un²?

Posté par
Glapion Moderateur
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 17:55

C'est la définition de un, u_n=\sqrt{u_0+u_1+...+u_{n-1}}, il suffit d'élever au carré.

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 18:04

d'accord, merci pour les explications

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 21-12-11 à 23:54

Rebonsoir, j'ai des doutes sur mes réponses dans la suite de l'exercice.
On me demande : 1)montrer que u_n ne converge pas.Montrer que u diverge vers +
                2)montrer que \frac{u_{n+1}}{u_n} et u_{n+1}-u_n admettent des limites à déterminer

pour montrer que u_n ne converge pas j'ai raisonné par l'absurde :

supposons un instant que u tend vers une limite l. On a à partir d'un certain rang n
u_{n+1}=l donc u_{n+1}^2=l^2 or u_{n+1}^2=u_n+u_n^2 donc l^2^=l+l^2^l=0
or u_n>0 et un est croissante donc ceci est absurde donc u ne converge pas.
donc u diverge vers +. (je ne sais pas si cela justifie la divergence vers +)

je trouve lim \frac{u_{n+1}}{u_n} =1 et lim u_{n+1}-u_n=\frac{1}{2} est-ce exact?

Posté par
Glapion Moderateur
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 00:18

oui c'est une bonne idée de passer u²n+1=un+u²n à la limite et que donc s'il y a limite alors L²=L+L²
(il ne faut pas dire que un+1=l à partir d'un certain rang, ça n'est pas vrai)
Ça veut dire que Un n'a pas de limite mais pour montrer qu'il diverge vers l'infini il faut montrer qu'il est croissant. Mais c'est simple, un+1-un est positif donc u est croissant.

Comment démontres-tu les limites de un+1/un et un+1-un ?
je suis d'accord d'ailleurs car (un+1/un)²=1+1/Un et si Un tend vers l'infini, c'est que un+1/un tend vers 1

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 10:46

bonjour, merci pour votre réponse. Pour montrer les limites voila comment j'ai fait :

\frac{u_{n+1}^2}{u_n^2}=\frac{u_n^2+u_n}{u_n^2^}=1+\frac{1}{u_n}

or u_n tend vers + donc \frac{u_{n+1}^2}{u_n^2^}->1

donc \lim_{n\to +\infty} \frac {u_{n+1}}{u_n}=1

ensuite pour la seconde limite :
u_{n+1}-u_n=\frac{u_n}{u_{n+1}+u_n}=1+\frac{u_n}{u_{n+1}}

or \frac{1}{u_{n+1}-u_n}=1+\frac{u_{n+1}}{u_n}
  
donc  \lim_{n\to +\infty} \frac{1}{u_{n+1}-u_n}=2    

d'où \lim_{n\to +\infty}u_{n+1}-u_n=\frac{1}{2}         

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 11:11

sinon pour la question précédente lorsque me l'on demande de montrer que u ne converge pas. lors du raisonnement par l'absurde on a l^2=l+l^2^l=0, comment justifier que l=0 est absurde? Pourquoi cela signifie que u_n n'a pas de limite?

Posté par
Glapion Moderateur
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 14:04

si a0 alors par récurrence on montre facilement que les un sont strictement positifs (une racine carré est positive ou nulle). Et comme ils sont croissants, ils ne peuvent pas tendre vers 0. (par contre si a=0 alors les un sont tous nuls et la suite converge vers 0)

On sait que s'ils ont une limite alors cette limite doit respecter l=0, or on montre que l=0 n'est pas possible (sauf pour a=0) et donc on en déduit qu'ils n'ont pas de limite. S'ils n'ont pas de limite et qu'ils sont croissant, ils tendent vers l'infini (car s'ils étaient majorés, ils seraient croissants et majorés donc ils auraient une limite). Et s'ils ne sont pas majorés, ils tendent vers l'infini.

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 14:28

ok merci pour votre aide

Posté par
matheleme1
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 17:50

salut,
pour la deuxieme limite je ne suis pas d'accord et puis tu as fais erreur de calcul(à mon avis)
Un+1 - Un = Un/(Un+1 + Un) = 1-(Un+1/Un+1+Un)
et lim Un+1/Un+1 + Un = 1
donc lim Un+1 - Un = 0
et c'est logique vu que Un et Un+1 sont adjacentes

Posté par
Glapion Moderateur
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 18:03

non un+1-un=un/(un+1+un)=1/((un+1/un)+1) donc si un+1/un tend vers 1 alors un+1-un tend bien vers 1/2

Elles ne sont pas adjacentes, elles divergent

Posté par
matheleme1
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 18:07

ahh oui c'est vrai sorry

Posté par
metaphore
re : suite définie par récurrence 22-12-11 à 18:09

par contre j'ai en effet fait une erreur dans le recopiage, mais cela ne change pas le résultat



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