INFO EX1 1S MAI O9

 INFO    EX 1            DS n° 10                 1S             23 MAI 2009

       EXERCICE 1                          4 Points

                  Soit la fonction u: x → ( x + 2 ) / ( x + 1 ) définie sur l'intervalle [ 0 , + ∞[ .

                     1. Déterminer le sens de variation de la fonction u sur l'intervalle [ 0 , + ∞[ .

                     2. Soit la suite ( u ) définie sur IN par :

                               un  = 1 +  1 / ( n + 1 )  pour tout n dans IN.

                        a. Préciser le sens de variation de la suite ( u ).

                        b. Montrer que la suite ( u ) est bornée par 0 et 2 sur IN.

                        c. Trouver la limite de la suite ( u ).

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       Réponse:                          

               1. Donnons le sens de variation de la fonction u.

                 Soit x dans  [ 0 , + ∞[ .

                 On a :  u( x ) = ( x + 1 + 1 ) / ( x + 1 )

                c-à-d            u( x ) = 1 +  1 / ( x + 1 ) 

               La fonction rationnelle u est dérivable sur son domaine de définition [ 0 , + ∞[ .

               On a immédiatement :

                            u' : x  →  - 1 / ( x + 1)²

              Ainsi :     u' < 0 sur [ 0 , + ∞[ .

         Conclusion:  La fonction u est décroissante strictement sur [ 0 , + ∞[ .

               2. Soit la suite ( u ) définie sur IN par:

                            u= 1 + 1 / ( n + 1 )   pour tout n dans IN.

                a. Donnons le sens de variation de la suite ( u ).

                    Comme ( u ) est la restriction de la fonction u à IN , la suite

                  ( u )  a le même sens de variation .

                Conclusion: La suite ( u ) est strictement décroissante sur IN.

               b.  Montrons que la suite ( u ) est bornée par 0 et 2  sur IN.

                 • La suite est à termes positifs .

                    En effet:

                     n+ 2 > 0  et n + 1 > 0  pour tout n dans IN .

                     Donc     ( n + 2) / ( n + 1) > 0 .

                     c-à-d 

                               u> 0   pour tout n dans IN.    

                  •Montrons que  2 > un   pour tout n dans IN.

                            Soit n dans IN .

                   On a :  n + 1 > 1

                   Donc     1 > 1 / ( n + 1 )

                   d'où          2 > 1 +  1 / ( n + 1 )  en ajoutant 1 à chaque membre.

                  ainsi     2 >  un      pour tout n dans IN.

           Conclusion:  La suite ( u ) est bien bornée par 0 et 2 sur IN.

              c. Trouvons la limite de la suite ( u ).

                           lim  ( 1 + n ) = + ∞

                            n → + ∞

             Donc   lim  1 / ( 1 + n ) = 0 

                            n → + ∞

                D'où      lim ( 1 + 1 /  ( 1 + n ) )= 1

                            n → + ∞

              Conclusion: La suite ( u ) converge vers 1

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