INFO EX3 DV n° 7 22/1/14 TS1

 

                        EX 3  DV n° 3   du 22 / 1 / 14              TS1

     EXERCICE 3

                    Soit la suite ( un ) définie sur IN par :

                      u0 = 2

                      un + 1 =  3 - e - un                    pour tout n dans IN

                  1.  Montrer que cette suite est croissante et majorée par 3.

                  2.  Que peut-on en déduire pour la suite?

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     REPONSE :

                  1. • Montrons que cette suite est croissante sur IN 

                       Montrons par  récurrence que   un + 1  ≥  un    pour tout n dans IN.

                              * n = 0

                                 On a:     u0 = 2

                                 et         u 1  = 3 - e - u0   3 - e - 2    ≈  2, 8 

                                Donc on a bien:    u 1  ≥  u0   

                               L'inégalité est vraie pour n = 0

                            * Soit n dans IN quelconque.

                               Montrons que si    un + 1  ≥  un    alors  un + 2  ≥ un + 1  

                              Considérons la fonction  f : x → 3 - e - x

                              Elle est définie et dérivable dans IR 

                               f ' : x → - x  

                               Comme exp > 0 sur IR 

                                     f ' > 0 sur IR

                                     f est strictement croissante sur IR.

                                 On a :   un + 1  ≥  u

                             Donc     f(  un + 1  ) ≥ f( u )   

                             Mais     f(  un + 1  ) = un + 2      et    f(  un   ) = un + 1

                             Donc      un + 2  ≥ un + 1    

                               On a montré la formule à l'ordre n+ 1

                              Conclusion : OUI. La suite ( un ) est croissante sur IN.    

                         • Montrons que un ≤ 3  pour tout n dans IN.

                          On a :

                                          - e- un    <  0   pour tout n dans IN   car  exp > 0 sur IR.

                   Donc                   3   - e- un           pour tout n dans IN  

                     c-à-d 

                                     un+1  ≤ 3   pour tout n dans IN    (  à partir de rang 1 la suite est majorée par 3 )

                        De plus   u0 ≤ 3     car  u0 = 2

                 Conclusion :

                              un  ≤  3     pour tout n dans IN  

              (  Une récurrence n'est pas nécessaire car l'hypothèse de récurrence

               au rang n  n'est pas nécessaire pour l'établir au rang n + 1 

              2.  Une suite croissante et majorée converge d'après le cours.

                       C'est le cas de la suite ( un ) qui est croissante et majorée.

                               Conclusion : La suite ( un ) converge.

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