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Suite Arithmétique Ou Geometrique?


nasridu62

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Posté(e)

Slt g un exo a faire pour samedi mé je sait pas comment le finir donc si vous pouviez m'aider sa serai sympa, voila le sujet:

On considère les suites (Un) et (Vn) définies sur N* par:

Un= 1/n² + 2/n² + ... +n/n² et Vn= sin(1/n²) + sin(2/n²) + ... +sin(n/n²).

1) Prouver que Un= (n+1)/2n et en déduire que la suite (Un) converge vers 1/2. ( sa g fait ).

2) On considère les fonctions f,g et h définies sur [0 , + :infini: ] par:

f(x)= x - sin x, g(x)= -1 + x²/2 + cos x, h(x)= -x + x^3/6 + sin x.

a) Déterminer le sens de variation de f sur [0 , + :infini: ] et en deuire que f est positve ou nulle.

b ) Déterminer le sens de variation de g sur [0 , + :infini: ] et en deuire que f est positve ou nulle.

c) Déterminer le sens de variation de h sur [0 , + :infini: ] et en deuire que f est positve ou nulle.

d) Déduire des questions précédentes que, pour x >= 0, x - x^3/6 <= sin x <= x.

3) Justifier que pour n appartenant a N*, 1^3 + 2^3 + ... + n^3 <= n ^4.

On pourra remarquer que chaque terme de la somme 1^3 + 2^3 + ... + n^3 est inférieur ou égal à n^3.

4) Déduire des questions précédentes l'encadrement : Un - 1/6 * 1/n² <= Vn <= Un.

En déduire la limite de la suite (Vn).

Voila je sait que c'est long et que certains feront le pont mais jy comprend vrément rien donc merci d'avance.

  • E-Bahut
Posté(e)

----------------------------

On considère les suites (Un) et (Vn) définies sur N par:

Un= 1/n^2 + 2/n^2 + ... +n/n^2 et Vn= sin(1/n^2) + sin(2/n^2) + ... +sin(n/n^2).

1) Prouver que Un= (n+1)/(2*n) et en déduire que la suite (Un) converge vers 1/2.

---------------------------

Un= 1/n^2 + 2/n^2 + ... +n/n^2

=(1+2+3...+n)*(1/n^2)=(1/2)*n*(n+1)/n^2=(1/2)*(1+1/n) -> 1/2 lorsque n -> :infini:

-----------------------------

2) On considère les fonctions f,g et h définies sur [0 , + :infini: ] par:

f(x)= x - sin x,

g(x)= -1 + x^2/2 + cos x,

h(x)= -x + x^3/6 + sin x.

a) Déterminer le sens de variation de f sur [0 , + :infini: ] et en déduire que f est positive ou nulle.

-----------------------------

f’(x)=1-Cos(x) >0 pour toute valeur de x sur l’intervalle [0 , + :infini: ] ==> f(x) croissante

f(0)=0-0 ==> f(x)>=0 pour toute valeur de x de l’intervalle [0; + :infini: ]

-----------------------------

trop d'émoticônes la suite arrive......

  • E-Bahut
Posté(e)

-----------------------------

b ) Déterminer le sens de variation de g sur [0 , + :infini: ] et en déduire que g est positive ou nulle.

-----------------------------

g’(x)=x > 0 sur l’intervalle [0 , + :infini: ] ==> g(x) croissante

g(x)=0 ==> x^2/2=1 ==> x=+- :sqrt: 2 et g(x)>=0 sur l’intervalle [:sqrt: 2 , + :infini: ]

-----------------------------

c) Déterminer le sens de variation de h sur [0 , + :infini: ] et en déduire que h est positive ou nulle.

-----------------------------

h’(x)=-1+2*x^2/3+Cos(x)

h’’(x)=(4/3)*x-Sin(x)

h’’’(x)=(4/3)-Cos(x) >0 donc h’’(x) croissante. Comme h’’(0)=0 on en déduit que h’’(x)>=0 sur l’intervalle [0 , + :infini: ]

Si h’’(x) >0 sur l’intervalle [0 , + :infini: ] cela signifie que h’(x) est croissante et comme h’(0)=0 on en déduit que h’(x)>=0 sur l’intervalle [0 , + :infini: ]

Enfin si h’(x) >0 sur l’intervalle [0 , + :infini: ] cela signifie que h(x) est croissante et comme h(0)=0 on en déduit que h(x)>=0 sur l’intervalle [0 , + :infini: ]

-----------------------------

et la fin arrive

  • E-Bahut
Posté(e)

-----------------------------

Déduire des questions précédentes que, pour x >=0, x - x^3/6 =< sin(x) =< x.

-----------------------------

h(x)>=0 ==> -x + x^3/6 + sin (x)>=0 ==> x - x^3/6 - sin(x) <=0 ==> x - x^3/6 <= sin(x)

f(x)>=0 ==> x - sin(x) >=0 ==> x >= Sin(x)

et finalement :

x - x^3/6 <= sin(x) <= x

-----------------------------

3) Justifier que pour n appartenant a N*, 1^3 + 2^3 + ... + n^3 =< n ^4.

On pourra remarquer que chaque terme de la somme 1^3 + 2^3 + ... + n^3 est inférieur ou égal à n^3.

-----------------------------

......1^3 <=n^3

+....2^3<= n^3

+.....

+.....n^3 <=n^3

-----------------------------

1^3 +2^3+.....+n^3 <= n*n^3 =n^4

----------------------------

4) Déduire des questions précédentes l'encadrement : Un - 1/6 * 1/n^2 =< Vn <= Un.

De la relation x - x^3/6 <= sin(x) ==> x<=sin(x) +-x^3/6 on déduit que :

(1/n^2)<=Sin(1/n^2) +(1/6)*(1/n^2)^3

(2/n^2)<=Sin(2/n^2) +(1/6)*(2/n^2)^3

(3/n^2)<=Sin(3/n^2) +(1/6)*(3/n^2)^3

.......

(n/n^2)<=Sin(n/n^2)+(1/6)*(n/n^2)^3

------------------------------------------------

Un<=Vn +(1/6)*(1/n^2)^3*(1+2^3+3^3......n^3)

Un <=Vn +(1/6)*(1/n^2)^3*n^4=Vn +(1/6)*(1/n^2)

et lon obtient finalement :

Un-(1/6)*(1/n^2) <= Vn <= Un

Comme Limite de Un-(1/6)*(1/n^2) = limite de Un = 1/2 lorsque n -> :infini: on en déduit de 1/2 est la limite de Vn lorsque n-> :infini:

A vérifier.....

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