Conjecture et démontrer par récurrence l'expression d'une suite


  • E

    Bonjour à tous;

    J'aurais besoin de votre aide sur cet exercice:

    "La suite (Un(U_n(Un​)est définie par U0U_0U0​=3 et pour tout entier naturel n, UUU_{n+1}=−Un=-U_n=−Un​+4"

    1)Déterminer U1U_1U1​ à U5U_5U5​ et conjecturer l'expression de UnU_nUn​ en fonction de n.
    2) Démontrer cette conjecture par récurrence.

    Pour U1U_1U1​ j'ai trouvé 1; U2U_2U2​=3 U3U_3U3​=1 U4U_4U4​=3 et U5U_5U5​=1 mais pour conjecturer en fonction de n je suis bloqué.

    Pourrais-je avoir de l'aide s'il vous plait pour finir cette exo.

    Merci


  • mtschoon

    Bonjour,

    D'après les valeurs que tu as trouvées, tu peux conjecturer que :

    Pour n impair, UnU_nUn​=1

    Pour n pair, UnU_nUn​=3

    C'est cette conjecture qu'il faut que tu prouves par récurrence.


  • E

    Je n'est pas bien compris, je dois donc faire deux récurrence ?


  • mtschoon

    Effectivement, tu peux distinguer le cas n pair et le cas n impair.

    Par exemple, pour n pair :

    Initialisation U0U_0U0​=3

    Transmission ( on dit aussi hérédité)

    Tu supposes que pour une valeur de n naturelle paire : UnU_nUn​=3

    Tu démontres que Un+2U_{n+2}Un+2​=3


  • E

    Si j'ai bien compris la récurrence à faire est pour (Pn): UnU_nUn​=3 ?

    Et pourquoi Un+2U_{n+2}Un+2​=3 ?


  • mtschoon

    Dans la réponse que je t'ai proposée,n est pair.

    Le naturel pair qui suit n est n+2

    Exemple pour comprendre : si n=10, n+2=12

    Cas où n est pair
    Pour faire le calcul de Un+2U_{n+2}Un+2​, tu exprimes Un+2U_{n+2}Un+2​ en fonction de Un+1U_{n+1}Un+1​
    Ensuite, tu remplaces Un+1U_{n+1}Un+1​ par son expression en fonction de UnU_nUn​, tu simplifies et tu remplaces UnU_nUn​ par 3

    (Tu pourras traiter exactement de la même façon le cas où n est impair.)


  • I

    Bonjour
    Conjecturé l'expression de UnU_nUn​ en fonction de n:
    UUU_n=(−1)n=(-1)^n=(−1)n+2.
    C'est ce qu'il faut démontrer par récurrence a la deuxième question.


  • mtschoon

    Je ne vois guère l'intérêt d'une nouvelle récurrence....

    un raisonnement direct suffit, en utilisant les réponses de la première question.

    Pour n pair :

    (−1)n+2=1+2=3=un(-1)^n+2=1+2=3=u_n(−1)n+2=1+2=3=un​

    Pour n impair :

    (−1)n+2=−1+2=1=un(-1)^n+2=-1+2=1=u_n(−1)n+2=−1+2=1=un​

    Conclusion :

    Pour tout n de N : (−1)n+2=un(-1)^n+2=u_n(−1)n+2=un​

    Remarque: s'il faut vraiment que tu fasses une récurrence, pour l'hérédité, utilise la propriété de départ : un+1=−un+4u_{n+1}=-u_n+4un+1​=−un​+4


  • I

    Deuxième question :
    Soit PnP_nPn​ la propriété :

    Initialisation :
    Si n=0, UUU0=(−1)0=(-1)^0=(−1)0+2=1+2=3
    PnP_nPn​ est vraie au rang premier.
    Hérédité :
    Supposons qu'elle est vraie au rang n.
    UUU
    {n+1}=−Un=-U_n=−Un​+4
    =−[(−1)n=-[(-1)^n=−[(−1)n+2]+4
    =−(−1)n=-(-1)^n=−(−1)n-2+4
    =−(−1)n=-(-1)^n=−(−1)n+2
    =-1×(−1)n(-1)^n(−1)n+2
    =(−1)n+1=(-1)^{n+1}=(−1)n+1+2.
    PnP_nPn​⇒Pn+1P_{n+1}Pn+1​.
    D'après le principe du raisonnement par récurrence pour tout entier naturel n, UUU_n=(−1)n=(-1)^n=(−1)n+2.


  • mtschoon

    C'est bon. Bravo !


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