Récurrence avec une factorielle


  • vnll

    Binjour, S il vous plaît j ai un devoir aidez moi à montrer par récurrence avec une facrorielle exemple: -5n n!/(5x+3)°exposant n+1.
    Merci!!!!
    Et pourquoi 0,Q,1 font partis de l ensemble :Q√2???


  • N
    Modérateurs

    @vnll Bonjour,

    Ecris la totalité de l'énoncé de l'exercice et tu obtiendras des pistes de résolution.


  • mtschoon

    Bonjour,

    @vnll , comme te l'indique @Noemi , ton énoncé, tel que tu l'indiques, n'a guère de sens...

    Au regard de ton précédent topic, (https://forum.mathforu.com/topic/32999/fonction-n-ieme-dun-polynôme-de-degré-3) il doit s'agir de la dérivée nième d'une fonction f que tu ne donnes pas !

    f(n)(x)=(−5)n.n!(5x+3)n+1f^{(n)}(x)=\dfrac{(-5)^n.n!}{(5x+3)^{n+1}}f(n)(x)=(5x+3)n+1(5)n.n!

    Bien sûr, sans connaître la fonction fff (que l'on dérive nnn fois), on ne peut rien faire...


  • mtschoon

    @vnll , je crois avoir deviné la fonction fff qu'il faut dériver nnn fois.

    f(x)=15x+3\boxed{f(x)=\dfrac{1}{5x+3}}f(x)=5x+31
    (cela doit être écrit sur l'énoncé de ton manuel)

    Condition d'existence et de dérivabilité : x≠−35x\ne \dfrac{-3}{5}x=53

    Tu dois donc démontrer, par récurrence, que pour tout naturel nnn non nul, la dérivée nième vaut :
    f(n)(x)=(−5)n.n!(5x+3)n+1f^{(n)}(x)=\dfrac{(-5)^n.n!}{(5x+3)^{n+1}}f(n)(x)=(5x+3)n+1(5)n.n!

    Bien sûr, cela nécessite la connaissance des dérivées usuelles .
    @vnll si tu n'es pas sûr de tes connaissances, regarde bien ton cours avant .

    1. Initialisation pour n=1n=1n=1

    Il faut vérifier que : f(1)(x)=(−5)1.1!(5x+3)2f^{(1)}(x)=\dfrac{(-5)^1.1!}{(5x+3)^{2}}f(1)(x)=(5x+3)2(5)1.1!
    Vu que (−5)1=−5(-5)^1=-5(5)1=5 et que 1!=11!=11!=1, il faut vérifier que :
    f(1)(x)=−5(5x+3)2f^{(1)}(x)=\dfrac{-5}{(5x+3)^{2}}f(1)(x)=(5x+3)25

    Vérification :
    f(1)f^{(1)}f(1) est la dérivée (première) de f . On peut la noter de façon usuelle f′f'f

    J'ignore ce que contient ton cours sur les dérivées...
    Formule possible :
    U étant une fonction de x de dérivée U′U'U , la dérivée de 1U\dfrac{1}{U}U1 est −U′U2\dfrac{-U'}{U^2}U2U
    Ainsi f(x)=15x+3f(x)=\dfrac{1}{5x+3}f(x)=5x+31
    U(x)=5x+3U(x)=5x+3U(x)=5x+3 donc U′(x)=5U'(x)=5 U(x)=5

    Donc f(1)(x)=f′(x)=−5(5x+3)2f^{(1)}(x)=f'(x)=\dfrac{-5}{(5x+3)^2}f(1)(x)=f(x)=(5x+3)25

    CQFD


  • mtschoon

    1. Hérédité ( on dit aussi transmission)

    On suppose que pour n≥1n\ge 1n1 , la formule à l'ordre nnn est :
    f(n)(x)=(−5)n.n!(5x+3)n+1f^{(n)}(x)=\dfrac{(-5)^n.n!}{(5x+3)^{n+1}}f(n)(x)=(5x+3)n+1(5)n.n!

    Il faut prouver que cette formule est vraie à l'ordre n+1n+1n+1, c'est à dire que : f(n+1)(x)=(−5)n+1.(n+1)!(5x+3)n+2f^{(n+1)}(x)=\dfrac{(-5)^{n+1}.(n+1)!}{(5x+3)^{n+2}}f(n+1)(x)=(5x+3)n+2(5)n+1.(n+1)!

    Piste de démonstration,

    f(n+1)f^{(n+1)}f(n+1) est la dérivée (première) de f(n)f^{(n)}f(n)

    f(n+1)(x)=((−5)n.n!(5x+3)n+1)′f^{(n+1)}(x)=\biggr(\dfrac{(-5)^n.n!}{(5x+3)^{n+1}}\biggr)^{\prime}f(n+1)(x)=((5x+3)n+1(5)n.n!)

    On isole ce qui est indépendant de xxx :

    f(n+1)(x)=(−5)n.n!×(1(5x+3)n+1)′f^{(n+1)}(x)=(-5)^n.n!\times \biggr(\dfrac{1}{(5x+3)^{n+1}}\biggr)^{\prime}f(n+1)(x)=(5)n.n!×((5x+3)n+11)

    Pour dériver 1(5x+3)n+1\dfrac{1}{(5x+3)^{n+1}}(5x+3)n+11 en utilisant la même formule que pour l'initialisation :

    U(x)=(5x+3)n+1U(x)=(5x+3)^{n+1}U(x)=(5x+3)n+1 d'où
    U′(x)=(n+1)(5x+3)n(5)U'(x)=(n+1)(5x+3)^{n}(5)U(x)=(n+1)(5x+3)n(5)

    donc :

    f(n+1)(x)=(−5)n.n!×−(n+1)(5x+3)n(5)((5x+3)n+1)2f^{(n+1)}(x)=(-5)^n.n!\times \dfrac{-(n+1)(5x+3)^{n}(5)}{((5x+3)^{n+1})^2}f(n+1)(x)=(5)n.n!×((5x+3)n+1)2(n+1)(5x+3)n(5)

    f(n+1)(x)=(−5)n.n!×(−5)(n+1)(5x+3)n(5x+3)2n+2f^{(n+1)}(x)=(-5)^n.n!\times \dfrac{(-5)(n+1)(5x+3)^{n}}{(5x+3)^{2n+2}}f(n+1)(x)=(5)n.n!×(5x+3)2n+2(5)(n+1)(5x+3)n

    Il reste à simplifier un peu tout ça.

    (−5)n×(−5)=(−5)n+1(-5)^n\times (-5)=(-5)^{n+1}(5)n×(5)=(5)n+1
    n!×(n+1)=(n+1)!n!\times (n+1)=(n+1)!n!×(n+1)=(n+1)!
    (5x+3)n(5x+3)2n+2=1(5x+3)2n+2−n=1(5n+3)n+2\dfrac{(5x+3)^{n}}{(5x+3)^{2n+2}}=\dfrac{1}{(5x+3)^{2n+2-n}}=\dfrac{1}{(5n+3)^{n+2}}(5x+3)2n+2(5x+3)n=(5x+3)2n+2n1=(5n+3)n+21

    Au final :

    f(n+1)(x)=(−5)n+1.(n+1)!××1(5n+3)n+2f^{(n+1)}(x)=(-5)^{n+1}.(n+1)!\times \times \dfrac{1}{(5n+3)^{n+2}}f(n+1)(x)=(5)n+1.(n+1)!××(5n+3)n+21

    f(n+1)(x)=(−5)n+1.(n+1)!(5x+3)n+2f^{(n+1)}(x)=\dfrac{(-5)^{n+1}.(n+1)!}{(5x+3)^{n+2}}f(n+1)(x)=(5x+3)n+2(5)n+1.(n+1)!

    CQFD.

    Regarde tout ça de près et essaie de refaire l'exercice seul pour t'entrainer (car c'est ton but, si j'ai bien compris ; ce n'est pas un exercice demandé par ton professeur).


  • mtschoon

    Une remarque @vnll ,

    @ la dernière ligne de ta question est :
    @vnll a dit dans Récurrence avec une factorielle :

    Et pourquoi 0,Q,1 font partis de l ensemble :Q√2???

    Cela n'a visiblement rien à voir avec la récurrence souhaitée.

    Ici ; un exercice=un topic.

    Ouvre un autre topic si tu le souhaites et exprime toi correctement pour que l'on puisse comprendre de quoi il s'agit.
    Peut-être (?) que ce que tu appelles Q2Q\sqrt 2Q2 est l'ensemble des réels de la forme a+b2a+b\sqrt 2a+b2 , avec a et b appartenant à QQQ, mais il faudra le préciser.


  • vnll

    @mtschoon bonsoir, merci bien! j ai très bien compris et la prochaine fois j essayerai de mieux reformuler mes questions; et je vais les refaire moi même. Merci encore !


  • mtschoon

    C'est parfait @vnll si tu as très bien compris.
    Oui, refaire toi même sera le meilleur des entraînements.

    Bon travail !


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