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Suites

Posté par benji_extra (invité) 09-11-04 à 17:19

Bonjour,

On se propose d'étudier pour tout entier n2  la somme suivante \sum_{k=0}^{n-1} x^k =2

On note x_n l'unique élément de \mathbb{R}^+ vérifiant la somme précédente

1) Soit n2. Montrer que x_n^n=2x_n-1

2) Soit n2. Montrer que x_{n+1} \le x_n
inégalité stricte (non large comme indiquée)

3) Montrer que \lim_{n\to +\infty} x_n= \frac{1}{2}

Merci d'avance pour votre aide surtout pour la première question

Posté par LNb (invité)re : Suites 09-11-04 à 18:43

Bonjour,

la première question est la plus simple: il suffit de se souvenir de la formule de la somme des termes d'une suite géométrique
\sum_{k = 0}^{n-1}x^k = \frac{x^n-1}{x-1}

Pour la seconde question, on appellera \sum_{k = 0}^{n-1}x^k =f_n(x) c'est une somme de fonctions croissantes sur R+, elle est donc croissante
Tu sais que f_{n+1}(x_{n+1})=2
Tu sais que f_{n+1}(x_{n+1})=f_n(x_{n+1}) + (x_{n+1})^{n+1} donc f_n(x_{n+1})< 2 = f_n(x_n)
Comme la fonction est croissante cela permet de dire que xn+1< xn

Pour la question 3
La question 2 te permet de conclure que 0 < xn < x3 < x2
Que vaut x2?
Tu as alors 0 < xnn<x3n  
Quelle est la limite de x3n?
Quelle est la limite de xnn ?
Or xnn = 2xn-1
tu devrais pouvoir en déduire la limite de xn

Bon courage

Posté par
J-P Posteur d'énigmes
re : Suites 09-11-04 à 18:48

1)
S(n) = 1 + x + x² + x³ + ... + x^(n-1)
est la somme de n termes en progression géométrique de raison x et de premier terme = 1
->
S(n) = (x^n - 1)/(x-1)

S(n) = 2 si (x^n - 1)/(x-1) = 2
x(n)^n - 1 = 2x(n) - 2
-----
2)
Pour une même valeur de x: S(n+1) = S(n) + x^n

Et donc S(n+1) > S(n) (Pour une même valeur de x)

Il faut donc avoir x(n+1) < x(n) pour que  S(n+1) = S(n)
-----
3)
S(2) = 1 + x
S(2) = 2 -> x(2) = 1
Et comme x(n+1) < x(n), X(n) < 1 pour n > 2.

lim(n ->oo) S(n) = lim(n->oo) [(x^n - 1)/(x-1)]

Avec x < 1,  lim(n->oo) [(x^n)] = 0 et donc:

lim(n ->oo) S(n) = lim(n->oo) (-1/(x-1)]
Si cette limite = 2 -> xn tends L avec :  (-1/(L-1)) = 2
L-1 = -1/2
L = 1/2

Donc lim(x->oo) xn = 1/2
-----
Sauf distraction.  

Posté par benji_extra (invité)suite 09-11-04 à 20:26

Merci beaucoup pour votre aide je comprend mieux maintenant



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