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Niveau Maths sup
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Suites PREPA

Posté par bstar (invité) 06-11-04 à 17:41

Bonjour,

Soit (u_n) la suite définie par \foralln\in\mathbb{R}, u_{n+1}=\sqrt{1+u_n} et u_{0}=1

a.) Quelle est la limite éventuelle de cette suite ?
b.) Montrer que (u_n) est croissante et majorée
c.) Etudier de même la suite (v_n) définie par \foralln\in\mathbb{R}, v_{n+1}=\sqrt{1+v_n} et v_{0}=3

J'ai un problème pour cet exercice. En effet pour moi (u_n) tend vers +\infty . Si vous pouviez me venir en aide.
Merci!

Posté par david1 (invité)re 06-11-04 à 17:54

Le corps du problème réside qu'on te demande beaucoup de choses à propos de cette suite.
En terminale, tu as du voir qu'on peut remplacer la suite par une fonction équivalente(de type rationnelle ou irrationnelle).
Donc ici, tu poses f(x)=racine de(1+x)
La limite de (1+x) vaut + inf d'ou lim f(x)=+inf.
De là, tu étudies la dérivée sur son ensemble de définition.
d(x)/x=1/2racine de(1+x).
Comme U0=1, D(f)=]1 ; + inf[
La dérivée est donc positive sur son ensemble de définition.
F est donc croissante.
Si lim(f(x))=+inf, f converge et est majorée par L.
Je pense que tu pourrais résoudre ce problème à l'aide de suites télescopiques mais tu verras ça bientot.
Réponse d'un analphabète.

Posté par titimarion (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 15:39

Salut
en fait pour le a) il faut voir que si un a une limite l
alors l=\sqrt{1+l}
Tu peux résoudre cette équation, tu obtiens
l=\frac{1+\sqrt 5}{2} l'autre solution étant négative.

Posté par seagal (invité)capes 07-11-04 à 17:55


pour celui qui souhaitait passer le capes de maths (hypognage B/L), pour le passer il faut obligatoirement une licence de maths ou son équivalent

Posté par seagal (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 17:57

désolé , je me suis trompé de thème, mille excuses

pour ton pb : le th du point fixe

pour le 2) faire une conjecture (graphique par ex ou calcul : ti 89, 92) et faire une jolie récurrence pour prouver cette conjecture  

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 20:51

Pour la question a.) , ma démonstration est elle juste ?

Soit l la limite de u_n en +\infty
Alors l=\sqrt{1+l}
\Longleftrightarrowl1=\frac{1+\sqrt{5}}{2} et l2=\frac{1-\sqrt{5}}{2}

Soit f la fonction definie par f(x)=\sqrt{1+x}
f(x)>0 \forall x\in\mathbb{R} car une racine est toujours positive.
Donc la limite en +\infty est l1=\frac{1+\sqrt{5}}{2}

Pour la question b.) je pensais étudier le signe de u_{n+1}-u_n pour démontrer que u_n est croissante (en montrant que u_{n+1}-u_n>0), et étudier le signe de u_{n+1}-l pour démontrer que u_n est majorée par l (en montrant que u_{n+1}-l<0), cependant j'ai un peu de mal...
Si vous pouviez me venir en aide
Merci

Posté par titimarion (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 21:09

Salut pour voir que ta suite est croissante montrer que u_{n+1}-u_n>0 semble etre la bonne méthode, il te faut alors étudier la fonction
\sqrt{1+x}-x et montrer qu'elle est positivepour x>=1 par étude de signe.

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 22:14

OK merci bien.
Et auriez vous une aide a m'apporter pour démontrer que Un est majorée?
Merci

Posté par titimarion (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 23:09

peut ^tre peux tu étudier la fonction
f(x)\sqrt{1+x} et il te faut montrer que \for all 1<x<\frac{1+\sqrt5}{2},f(x)<\frac{1+\sqrt5}{2}
mais je n'ai pas vérifié
Si tu montres cela tu aura majoré ta suite par ta limite et tu auras fini

Posté par titimarion (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 23:12

En fait mon inégalité est facile à vérifié car f est croissante donc sur [1,\frac{1+\sqrt5}{2} elle est majoré par f(\frac{1+\sqrt5}{2})=\frac{1+\sqrt5}{2}

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 07-11-04 à 23:39

donc si j'ai bien compris je peux faire:
1<x<\frac{1+\sqrt{5}}{2}
\Longleftrightarrow f(1)<f(x)<f(\frac{1+\sqrt{5}}{2}) car f est croissante
\Longleftrightarrow \sqrt{2}<f(x)<\frac{\sqrt{3+\sqrt{5}}}{2}
Donc f est majorée

C'est cela ?
Merci!

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 08-11-04 à 19:12

On m'a dit qu'il fallait montrer que l'intervalle [0,limite] est stable, en procedant par récurrence. Qu'en pensez vous et comment procéder ?
Merci beaucoup

Posté par titimarion (invité)re : Suites PREPA 08-11-04 à 22:07

Je pens e qu'il faut plutôt montrer que [1,limite] est stable par récurrence, et c'est ce que par mon calcul je voulais te montrer.
si tu prends x\in [1,\frac{1+\sqrt5}{2}] il faut que tu montres que son image est toujours dans cette intervalle, ainsi pour tout n un appartient a cet intervalle et donc ta suite est bien majorée.
PS:pas la peine de recalculer f(\frac{1+\sqrt5}{2} tu connais déja car f(limite)=limite

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 10-11-04 à 22:20

Bonsoir,
Je ne comprends pas pourquoi il faut montrer que l'intervalle est stable pour montrer que la suite est majorée...

Pourquoi ceci n'est il pas juste ?

   U0 < x < limite
<=>U0 < x < (1+racine(5))/2
<=>1 < f(x) < (1+racine(5))/2 car f(limite)=limite
Donc f(x) est majorée

Merci beaucoup

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 11-11-04 à 11:29

Bonjour,
Je ne comprends pas pourquoi il faut montrer que l'intervalle est stable pour montrer que la suite est majorée...

Pourquoi ceci n'est il pas juste ?

   U0 < x < limite
<=>U0 < x < (1+racine(5))/2
<=>1 < f(x) < (1+racine(5))/2 car f(limite)=limite
Donc f(x) est majorée

Merci beaucoup

Posté par titimarion (invité)re : Suites PREPA 11-11-04 à 11:31

Salut,
cela revient au même de montrer que l'intervalle est stable, ou d'écrire ce que tu as écrit, en effet ce que tu as écrit montre que l'intervalle est stable.

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 11-11-04 à 11:51

Bonjour titimarion,
En fait j'ai montré ça à mon professeur et il a sauté au plafond, il m'a dit qu'il fallait aussi que je montre que l'intervalle est stable. Mais je ne comprends pas pourquoi.

Posté par titimarion (invité)re : Suites PREPA 11-11-04 à 12:08

J'avoue que je ne comprends pas non plus pour moi, c'est la même chose, montrer que l'intervalle est stable revient à montrer que si un est dans l'intervalle alors u(n+1) aussi, cependant ton étude de fonction le montre car u(n+1)=f(un), peut être que le prof veut que tu fasses une autre méthode, cependant celle la me parait tout a fait correcte

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 11-11-04 à 12:28

okay merci

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 11-11-04 à 14:08

Je n'arrive pas a faire la question c.)
Le premier terme est v0=3.
J'ai calculé la limite de la meme maniere que pour la suite Un. Je trouve donc la meme limite (1+racine(5))/2, (ce qui fait environ 2.11) cependant quand je calcule les termes un a un, la suite ne semble pas du tout tendre vers cette limite.(la suite décroit et deja v1=2 qui est deja inférieur a la limite)

Au secours titimarion.
Merci

Posté par bstar (invité)re : Suites PREPA 11-11-04 à 14:11

a si c bon g compris
merci

Posté par dany (invité)re : Suites PREPA 24-02-05 à 15:30


Bonjour,
La suite en question est une suite recurrente: u_n=f(u_(n-1))

-f est positive,
-f est derivable avec dérivée positive  donc f est croissante
-|f'|<1, donc f est contractante,d'après le théorème du point fixe f adment un seul point fixe l et l est le limite de la suite.
-f strictemet croissante implique que la suite est monotone et la monotonie de la suite est donne par le signe de u_1-u_0 qui est positive dans le cas de u_n (negatif dans le cas de v_n donc la suite v_n est decroissante ).
-Conclusion la suite est monotone croissante et admet limite l point fixe unique de f , mais une suite a terme positive et croissante converge ssi elle est majorée et son limite l= sup u_n donc l est la borne supérieure de la suite.

Posté par dany (invité)re : Suites PREPA 24-02-05 à 15:53

Bonjour ,
La suite v_n est  decroissante bornée inferieurement par zero donc elle converge et sont limite est inferieur à 2.



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