Suites et raisonnement par récurrence


  • M

    Bonjour, est-ce que vous pouvez m'aider à résoudre ces exercices s'il vous plaît?
    1/ démontrer par récurrence que pour tout naturel n non nul: n! >= 2^(n-1)
    2/ La suite (un) est la suite définie par u0 appartient à ]0;1[ eu un+1= un*(2-un)
    Démontrer par récurrence que pour tout n on a 0<un<1
    3/ soit la suite (un) définie pour tout n par u0= 1 , u1=2 et u(n+2)= 5u(n+1)-6un
    démontrer par récurrence que un=2^n
    4/ soit fn(x)=x^n
    démontrer par récurrence que fn est dérivable et que pour tout réel x : f'n(x)=nx^(n-1)
    Voilà.. ce sont des exercices indépendants, donc désolé si ça fait beaucoup,
    merci beaucoup d'avance


  • mtschoon

    @mathematiques123 , bonjonr,

    Si tu ne maîtrises pas le raisonnement par récurrence, tu peux commencer par voir cela :
    https://www.mathforu.com/terminale-s/le-raisonnement-par-recurrence/

    Piste pour la 1)
    Initialisation pour n=1
    1!=11!=11!=1 et 21−1=20=12^{1-1}=2^0=1211=20=1
    Tu peux déduire facilement que la propriété est vraie pour n=1

    Transmission

    Hypothèse à un ordre n de N* : n!≥2n−1n!\ge 2^{n-1}n!2n1

    Conclusion à démontrer à l'ordre (n+1) : (n+1)!≥2n(n+1)!\ge 2^n(n+1)!2n

    Piste de la démonstration :
    Par hypothèse de la récurrence : n!≥2n−1n!\ge 2^{n-1}n!2n1
    En multipliant chaque membre par (n+1) :
    n!(n+1)≥2n−1(n+1)n!(n+1)\ge 2^{n-1}(n+1)n!(n+1)2n1(n+1)

    Or, (n!)(n+1)=(n+1))!(n!)(n+1)=(n+1))!(n!)(n+1)=(n+1))!
    Vu que n≥1n \ge 1n1 , n+1≥2n+1\ge 2n+12 donc 2n−1(n+1)≥2n−1(2)2^{n-1}(n+1)\ge 2^{n-1}(2)2n1(n+1)2n1(2)
    d'où : 2n−1(n+1)≥2n2^{n-1}(n+1)\ge 2^{n}2n1(n+1)2n

    Essaie de déduire la conclusion.


  • mtschoon

    @mathematiques123 ,

    J'espère que tu as terminé sans difficulté la récurrence 1)

    Je regarde la récurrence 2)
    Pour l'initialisation, il n'y a rien à faire vu que U0∈]0,1[U_0\in ]0,1[ U0]0,1[ , donc forcément 0<U0<10\lt U_0\lt 10<U0<1

    Pour la transmission, je te conseille de passer par l'étude de la fonction f définie par f(x)=x(2−x)f(x)=x(2-x)f(x)=x(2x) pour x∈]0,1[x\in ]0,1[x]0,1[
    ( car si tu raisonnes avec les encadrements, tu obtiens un intervalle final plus grand que celui demandé)

    Reposte si tu as besoin d'aide.
    Bons calculs !


  • mtschoon

    Je regarde la récurrence 3.

    IL s'agit d'une récurrence double.
    Voici un lien (explication et un exemple) :
    https://major-bac.com/mathematiques/recurrence-double-et-recurrence-forte/

    Pour l'initialisation, il faut vérifier que la propriété à démontrer est vraie pour n=0 et n=1.

    Pour la transmission, il fat supposer que la propriété à démontrer est vraie à l'ordre n et à l'ordre (n+1), c'est à dire que :

    Un=2nU_n=2^nUn=2n et Un+1=2n+1U_{n+1}=2^{n+1}Un+1=2n+1

    Avec cette hypothèse, il faut démontrer que la propriété est vraie à l'ordre (n+2) c'est à dire que :

    Un+2=2n+2U_{n+2}=2^{n+2}Un+2=2n+2

    Le calcul pour la démonstration est assez simple :
    Un+2=5(2n+1)−6(2n)=5×2×2n−6×2n=4(2n)U_{n+2}=5(2^{n+1})-6(2^n)=5\times 2\times 2^n-6\times 2^n=4(2^n)Un+2=5(2n+1)6(2n)=5×2×2n6×2n=4(2n)
    d'où
    Un+2=22(2n)=....U_{n+2}=2^2(2^n)=....Un+2=22(2n)=.... (à terminer et conclure)

    Pour la récurrence 4, tu ne précises pas à quel ensemble appartient n (N, N* ?)
    Il faudrait le savoir pour l'initialisation.
    Pour la transmission, l'utilisation de la dérivée d'un produit fonctionne très bien.

    Remarque :
    Evidemment, ces questions sont relatives à un même thème : la récurrence.
    Mais, vu que les 4 questions sont indépendantes, @mathematiques123 , tu aurais dû ouvrir 4 discussions (une pour chaque récurrence).
    Tu aurais eu des explications plus précises et plus rapides.
    Penses-y une autre fois.


  • M

    D'accord, merci beaucoup. Je comprends mieux grâce à vous


  • mtschoon

    @mathematiques123 ,

    De rien et bon courage dans ton travail.


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