INFO EX1 SUITES ADJACENTES

          EXERCICE SUR LES SUITES  ADJACENTES        TS       Mars 2011

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      EXERCICE 1

          Soient les suites ( u ) et ( v ) définies sur IN* par:

             un  = 1 + 1 / 1!  + 1 / 2! + ....................+ 1 / n!

            vn   =   un   + 1 / n!

            Etablir que ces deux suites sont adjacentes.

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  Réponse:             Trois points sont à établir pour cela.

            • La suite ( u ) est croissante sur IN*.

              En effet:

                un      = 1 + 1 / 1!  + 1 / 2! + ..............+ 1 / n!

                un + 1    = 1 + 1 / 1!  + 1 / 2! + ............+ 1 / n!  + 1 / ( n + 1 )!

                Par  différence membre à membre  on a :

                 un + 1    -   un    = 1 / ( n + 1 )!

               Donc   un + 1    -   un        ≥    0           pour tout n dans IN*

               Conclusion: La suite ( u ) est bien croissante sur IN*

               • La suite ( v ) est décroissante sur IN*.

                 En effet:

                       vn   =   un   + 1 / n!

                        vn + 1   =   un + 1   + 1 / (n +1 )!

               Par différence:

                      vn + 1    -   vn   =  un + 1    -   un  +  1 / (n +1 )!  -  1 / n!

                    c-à-d 

                      vn + 1    -   vn   =   1 / (n +1 )!   +  1 / (n +1 )!  -  1 / n! 

                 c-à-d

                            vn + 1    -   vn     =   2 / (n +1 )!  -  1 / n!

                         c-à-d   par réduction au même dénominateur

                            vn + 1    -   vn   =  2 / (n +1 )!  -  ( n + 1 )/ ( n + 1 )!

                       c-à-d

                             vn + 1    -   vn   = (  2 - (  n + 1  ) ) / (n +1 )!                      

                     c-à-d  

                             vn + 1    -   vn   =  (  2 -   n  - 1  ) ) / (n +1 )!  

                         c-à-d  

                              vn + 1    -   vn   =  (  1 -  n   ) ) / (n +1 )!  

                    Or     1 - n    ≤    0    pour tout n dans IN*

                   Donc       vn + 1    -   vn   ≤   0       pour tout n dans IN*

                   Conclusion : La suite ( v ) est décroissante sur IN* .

               •       lim  (   vn   -   un      ) =   0

                       n →  + ∞

                En effet comme  vn   =   un   + 1 / n!    pour tout n dans IN*

                 on a :     vn   -   un   =  1 / n!    pour tout n dans IN*.

                 Or            lim  (   1 / n!   ) =  0

                               n →  + ∞

                 D'où :

               Conclusion:         lim (   vn   -   un   ) = 0

                                                 n →  + ∞

                 Finalement  les deux suites sont bien adjacentes.

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