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Niveau Maths sup
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Suites non autonomes

Posté par
Alassan
07-10-25 à 07:34

Bonjour

Dans le Methodix d'analyse, on propose une tentative pour étudier une suite récurrente du type u_{n+1}=f_n(u_n). Comme f_n dépend de n, on ne peut pas se dire qu'il suffit de rechercher « un point fixe » pour avoir un candidat limite. Mais le livre propose d'essayer de « trouver les cas où la suite est constante ». Donc on cherche L tel que L=f_n (L) pour tout n et alors au lieu de « résoudre », on identifie.  
J'ai pas compris le principe de la méthode, car même si la suite avait une limite, il n'y a pas de raison pour qu'elle soit stationnaire?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Suites non autonomes 07-10-25 à 08:13

Bonjour,
Difficile de répondre sans plus de détails.
Vu l'utilisation de la lettre L, l'objectif est sans doute de trouver quelque chose sur un - L.
Une majoration ?
Ou en utilisant le sens de variation de fn ?

Posté par
candide2
re : Suites non autonomes 07-10-25 à 18:38

Bonjour,

Pas sûr de répondre dans le sens de la question.

Un exemple :

Soit la suite définie par :

U_{n+1} = \frac{U_n^2 + U_n.(n^2-10)+5n^3-5n^2+25}{n^3}
et U_1 = 2

Vers quelle valeur cette suite pourrait-elle tendre ?

Si cette suite converge c'est vers une valeur L telle que :

L = \frac{L^2 + L.(n^2-10)+5n^3-5n^2+25}{n^3}

soit donc : L^2 - L(n^3-n^2+10) + 5n^3-5n^2+25=0

On résout cette équation du second degré en L et on trouve :

L = 5 (quel que soit n) ou L = n³-n² + 5 (qui dépend de n)

Donc Si la suite converge c'est vers 5

Cela ne signifie pas que la suite converge, mais seulement que Si elle converge c'est vers 5.

Il faut évidemment encore montrer que la suite converge bien .
(Ce qui est le cas pour une certaine plage de U1 (dont 2 fait partie).

Je ne sais pas si cette réponse est dans l'esprit de la question posée.

Posté par
Alassan
re : Suites non autonomes 07-10-25 à 20:18

Merci
Oui cela répond à ma question. Mais ce qui me dérange est le cadre théorique. Pour une suite récurrente autonome u_{n+1}=f(u_n), on utilise la continuité de f pour imposer L=f(L) en cas de convergence vers L en faisant tendre L vers +\infty. Mais dans ton exemple(qui est aussi l'esprit de la question initiale en effet), tu fais tendre n vers +\infty et tu as encore des n dans la formule…?
C'est ça qui m'embête

Posté par
fph67
re : Suites non autonomes 07-10-25 à 20:59

Bonsoir,

Si on part de la suite Ln+1=(n*Ln+1)/(n+1), on voit par les méthodes usuelles que cette suite tend vers 1 quand n tend vers l'infini.
En essayant de passer par la méthode suggérée, soit L=(n*L+1)/(n+1) quel que soit n (suite constante), on obtient immédiatement que L=1. Serait-ce cela la démarche ?

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Suites non autonomes 07-10-25 à 21:05

Bonsoir,
Je me permets de répondre à ta question.
candide2 pourra compléter ou rectifier.

Si V_{n} = \dfrac{U_n^2 + U_n.(n^2-10)+5n^3-5n^2+25}{n^3}(U_n) est une suite qui converge vers L
alors la suite (V_n) est convergente.
Quelle est sa limite ?

Posté par
Alassan
re : Suites non autonomes 07-10-25 à 22:41

Sylvie, elle converge vers 0. Aucun problème. Mais tu vois bien qu'on n'a plus de n après l'avoir fait tendre vers +\infty.

Posté par
Alassan
re : Suites non autonomes 07-10-25 à 22:43

Vers 5 pardon. Mais ça ne change pas le fond: dans ton exemple on n'a plus de n

Posté par
Sylvieg Moderateur
re : Suites non autonomes 08-10-25 à 07:18

Je comprends pourquoi tu es embêté.
Nous ne tenons pas compte de ceci dans ton premier message : au lieu de « résoudre », on identifie.

Voici ce que ça donne avec l'exemple de candide2 :
n3L = L2 + L(n2 - 10) + 5n3 - 5n2 + 25
Equivalent à :
(5-L) n3 + (L-5) n2 + L2 -10L +25
En identifiant, on trouve L = 5.

PS Je ne serai pas disponible avant ce soir.

Posté par
candide2
re : Suites non autonomes 08-10-25 à 09:48

Tu écris pour la théorie: "... Donc on cherche L tel que L=f_n (L) pour tout n"

Dans mon exemple, j'ai cherché et trouvé L = 5 qui fait que L=f_n (L) pour tout n (de N*)


U(n+1) = fn(Un)
U(n+1) = [(Un)² + (Un).(n²-10)+5n³-5n²+25]/n³

On a donc fn(Un) = [(Un)² + (Un).(n²-10)+5n³-5n²+25]/n³

Et fn(5) = [25 + 5n²-50+ 5n³ - 5n²+25]/n³

fn(5) = 5n³/n³

fn(5) = 5 et ceci quelle que soit la valeur de n (puisque n est absent du deuxième membre)

Dans le cas de l'exercice, on a donc L = 5 qui fait que f_n(5) ne dépend pas de n (de N* ici)

Posté par
Alassan
re : Suites non autonomes 08-10-25 à 11:14

Bonjour
merci mais je crois que j'ai mal exprimé ma demande.
Ce que je veux savoir précisément est ce qui justifie le passage de « u_{n+1}=f_n(u_n) » à « la limite éventuelle L doit vérifier L=f_n(L) pour tout n ». Pour moi, il n'est pas possible de le justifier par un passage à la limite, même si les f_n sont continues, car on ne peut pas décider de faire tendre n vers +\infty pour une partie de la relation et pas l'autre.
Une fois ce passage justifié, je sais bien identifier.



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