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Niveau Maths sup
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suites

Posté par
Lutin
01-10-07 à 17:24

Bonjour à tous...

Alors voilà j'ai une intégrale à encadrer mais je ne vois pas comment je peux le faire :

JE sais que pour tout n dans N on a In >= 0
Avec pour n>=0 on pose In = de 1 à e de ln^n (x)dx

A l'aide du changement de variable u = ln(x)

1/ montrer que In<= e/(n+1)
Sachant que l'intégrale vaut In = e/(n+1) - In+1/n+1
en déduire qu'elle converge et préciser sa limite.

2/ Ensuite on me demande de montrer que pour tout n dans N on a
In + In+1 + nIn = e

Donc voilà je ne sais pas d'une part encadrer mon intégrale, je suis sur que c'est pas compliqué, mais je ne vois pas du tout, puis ensuite quand à montrer la deuxième égalité...je ne vois pas non plus...

MErci de bien vouloir m'aider..

Cordialement Lutin.

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:28

Bonjour,

Applique le changement de variable. Qu'obtiens-tu ?

Nicolas

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:30

je vous l'ai écrit...In = e/(n+1) - In+1/n+1

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:33

Tu as un problème pour quelle question ?

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:36

pour la une stp...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:37

OK.
Je répète donc.
Fais le changement de variable proposée par l'énoncé.
Quelle nouvelle expression de In obtiens-tu ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:37

proposé *

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:39

j'obtiens ceci :
In = e/(n+1) - In+1/n+1

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:40

Je te demande de faire tout simplement le changement de variable u = ln(x).
Juste après, quelle expression de In obtiens-tu ? (avec un "du")

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:44

u = ln(x)
exp(u) = x
dx = exp(u)du

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:46

OK.
Fais ce changement de variable.
Qu'obtiens-tu ?

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:50

j'obtiens :
In = e/(n+1) - In+1/(n+1)

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:50

Montre tes calculs...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:51

Ou plutôt arrête de te moquer de moi.
Procède au changement de variable que tu as justement indiqué.
Quelle est la ligne suivante ? (avec un "du")

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:51

In = \Bigint_?^????\mathrm{d}u

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:52

In = u^n*exp(u)du

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:53

entre 0 et 1

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 17:55

OK.
Majore exp(u) par e :
I_n\le e\Bigint_0^1u^n\mathrm{d}u
Calcule le membre de droite.
Conclus.

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 17:58

pourquoi avez vous sorti le e ??

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:00

majorer le exp(u) dans In?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:01

Oui.
Entre 0 et 1, exp(u) est majorée par e.

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:02

et de ce fait, la suite est décroissante et minorée par e/n+1

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:03

Quand as-tu montré qu'elle est décroissante ?

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:06

on ne peut pas dire qu'elle est décroissante car on a
In = e/(n+1) - In+1/(n+1)
<=> In + In+1/(n+1) = e/(n+1)

et on sait  que In <= e/(n+1)

donc In <= In+1 ??

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:08

C'est In + 1 ou I(n+1) ?
Peux-tu détailler le "donc" de la dernière ligne ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:13

Comment as-tu montré que In = e/(n+1) - In+1/n+1 ?

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:15

C'est I(n+1)

on sait que In est minorée par e/(n+1)

In <= e/(n+1)
In + In+1/(n+1) <= In+1/(n+1) + e/(n+1)

or In >= 0

d'où
0 <= In <=  e/(n+1)

donc In <= I(n+1) ??

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:17

posté par :  Nicolas_75 (Correcteur)
Comment as-tu montré que In = e/(n+1) - In+1/n+1 ?

par le calcul de In une IPP

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:18

In n'est pas minoré par e/(n+1), il est majoré.

3$I_n=\Bigint_1^e\ln^nx\mathrm{d}x

1) On procède au changement de variable 3$u=\ln x :
3$I_n=\Bigint_0^1e^u.u^n\mathrm{d}u\le e\Bigint_0^1u^n\mathrm{d}u=\frac{e}{n+1}
Donc 3$\fbox{I_n\le\frac{e}{n+1}}

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:19

oui je l'ai compris...merci mais pour la monotonie ??

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:21

1)b)
3$I_n=\Bigint_1^e\ln^nx\mathrm{d}x
3$I_n=\Bigint_1^e\frac{x}{n+1}\times(n+1)\frac{1}{x}\ln^nx\mathrm{d}x
On intègre par parties :
3$I_n=\left[\frac{x}{n+1}\ln^{n+1}x\right]_1^e-\Bigint_1^e\frac{1}{n+1}\ln^{n+1}x\mathrm{d}x
3$\fbox{I_n=\frac{e}{n+1}-\frac{I_{n+1}}{n+1}}

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:22

Pour la monotonie, il me semble que ton raisonnement ci-dessus est faux. Je ne comprends pas comment tu fais.

Examine le signe de I(n+1)-I(n)...

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:23

oui je l'ai trouvé...tout à fait

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:23

ok merci

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:24

Je t'en prie.

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:25

la suite est bien croissante !!

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:28

Non.

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:34

ha bon?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:35

Montre tes calculs...

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:36

ben In est majorée et croissante donc convergente...elle ne peut pas être décroissante et majorée...
...??

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:37

Je répète.
Tu affirmes que la suite est croissante.
Montre tes calculs qui ont permis d'arriver à cette conclusion...

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:40

J'ai l'impression :
a) que tu manques de rigueur ; tu affirmes des choses sans aucune démonstration ;
b) que tu n'écoute pas ce que je dis : je t'ai dit d'étudier le signe de I(n+1)-I(n) et tu ne l'as manifestement pas fait.

Tu en prépas : cela te jouera des tours

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:41

3$I_{n+1}-I_n=\Bigint_1^e(\ln x-1)\ln^nx\mathrm{d}x
Entre 1 et e, la parenthèse est négative, donc toute l'expression.
La suite est décroissante.

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:42

...or elle est minorée par 0 (facile à montrer).
Donc elle converge.

Sa limite se déduit de 0 =< In =< e/(n+1) par passage à la limite.

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:44

voilà en faisant I(n+1) - In
je trouve
I(n+1) - In = -e/(n+1) + I(n+1)/(n+1) + e/(n+2) - I(n+2) /(n+2)
<=> I(n+1) - In - I(n+1)/(n+1) -I(n+2)/(n+2) = -e/(n+1) + e/(n+2) <= 0 donc elle est décroissante...
pardon

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:45

ok merci

Posté par
Lutin
re : suites 01-10-07 à 18:46

vous êtes prof?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:46

Voir mes messages ci-dessus.

Dans ton message, je ne comprends pas :
I(n+1) - In - I(n+1)/(n+1) -I(n+2)/(n+2) = -e/(n+1) + e/(n+2) =< 0 donc elle est décroissante...

Tu as montré que I(n+1) - In - I(n+1)/(n+1) -I(n+2)/(n+2) est négatif.
En quoi cela prouve-t-il que (In) est décroissant ?

Posté par
Nicolas_75 Correcteur
re : suites 01-10-07 à 18:49

OK. Je dois y aller.

Je ne suis pas enseignant.

Je te le dis comme je le pense, sans vouloir te blesser.
Tu as, soit des problèmes de rigueur, soit des problèmes de clarté de la présentation.
Dans les deux cas, en prépas, cela ne pardonne pas.
Mais, dans les deux cas, cela peut se corriger.
Je te conseille de t'y mettre dès maintenant.

Nicolas



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