Fonction Exponentielle, encadrement
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Bonjour
S'il vous plait vous pouviez m'aidez a résoudre ce encadrement
produit de k=1 à n (1+1/K)^k<e^n<produit de k=1 à n (1+1/K)^k+1 sachant que
x/1+x<ln(1+x)<x
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@RAJAE-KHAFIF , bonjour,
Je te conseille une récurrence pour prouver que :
∏k=1k=n(1+1k)k<en<∏k=1k=n(1+1k)k+1\displaystyle \prod_{k=1}^{k=n}(1+\dfrac{1}{k})^k\lt e^n\lt \prod_{k=1}^{k=n}(1+\dfrac{1}{k})^{k+1}k=1∏k=n(1+k1)k<en<k=1∏k=n(1+k1)k+1Initialisation pour n=1 :
(1+1)1<e1<(1+1)2(1+1)^1\lt e^1\lt (1+1)^2(1+1)1<e1<(1+1)2 VraiHérédité :
hypothèse à un ordre nnn de N∗N^*N∗ :
∏k=1k=n(1+1k)k<en<∏k=1k=n(1+1k)k+1\displaystyle \prod_{k=1}^{k=n}(1+\dfrac{1}{k})^k\lt e^n\lt \prod_{k=1}^{k=n}(1+\dfrac{1}{k})^{k+1}k=1∏k=n(1+k1)k<en<k=1∏k=n(1+k1)k+1 formule ( * )Conclusion à démontrer :
∏k=1k=n+1(1+1k)k<en<∏k=1k=n+1(1+1k)k+1\displaystyle \prod_{k=1}^{k=n+1}(1+\dfrac{1}{k})^k\lt e^n\lt \prod_{k=1}^{k=n+1}(1+\dfrac{1}{k})^{k+1}k=1∏k=n+1(1+k1)k<en<k=1∏k=n+1(1+k1)k+1 formule ( ** )
Idée :
Tu prouves que
(1+1n+1)n+1<e<(1+1n+1)n+2(1+\dfrac{1}{n+1})^{n+1}\lt e\lt (1+\dfrac{1}{n+1})^{n+2}(1+n+11)n+1<e<(1+n+11)n+2 formule ( *** )En multipliant membre à membre ( entre nombres strictement positifs) la formule ( * ) avec la formule ( *** ) tu obtiendras la formule ( ** ) qu'il fallait démontrer.
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Il reste à donc à prouver la formule ( *** )
Pour cela , utilise la relation donnée :
Pour tout x>0x \gt 0 x>0 , x1+x<ln(1+x)<x\dfrac{x}{1+x}\lt ln(1+x)\lt x1+xx<ln(1+x)<xPremière partie :
ln(1+x)<xln(1+x)\lt xln(1+x)<x
en prenant l'exponentielle (fonction strictement croissante), tu obtiens
1+x<ex1+x \lt e^x1+x<exPour x=1n+1x=\dfrac{1}{n+1}x=n+11, cela donne :
1+1n+1<e(1n+1)1+\dfrac{1}{n+1}\lt e^{(\dfrac{1}{n+1})}1+n+11<e(n+11)En élevant à la puissance (n+1)(n+1)(n+1) , cela donne :
(1+1n+1)n+1<e(1+\dfrac{1}{n+1})^{n+1}\lt e(1+n+11)n+1<eDeuxième partie :
En partant de x1+x<ln(1+x)\dfrac{x}{1+x}\lt ln(1+x)1+xx<ln(1+x) et en pratiquant comme en première partie, tu dois trouver
e<(1+1n+1)n+2e\lt (1+\dfrac{1}{n+1})^{n+2}e<(1+n+11)n+2Bons calculs.
Reposte si besoin.