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Bonjour je suis bloqué sur cette question de mon devoir maison :


Démontrer par récurrence que la suite [tex](U_n)_{n\geq 0}[/tex] est croissante et la suite [tex](V_n)_{n\geq 0}[/tex] est décroissante pour tout [tex]n \in N [\tex].

Avec :


[tex]f(x) = \frac{2x+1}{x+1}\\\left \{U_0 = 1}\atop {{U_{n+1} = f(U_n)} \right. \\\\\left \{ {{V_0 = 2} \atop {V_{n+1} = f(V_n)}} \right.[/tex]

Sachant que [tex]U_n \in [1 ; 2][/tex] et [tex]V_n \in [1 ; 2][/tex]


J'ai bien sûr déjà essayer [tex]U_n \leq U_{n+1}[/tex] (et la même chose avec , mais je n'ai réussi à rien


Merci d'avance de votre réponse.


Répondre :

Réponse:

Etudions les variations de f

f est definie et derivable sur IR+ comme fonction rationnelle.

f'(x) = [2(x+1)-1×(2x+1)]/(x+1)²

= 1/(x+1)²

Sur IR+, f'(x) est strictement positive donc f est strictement croissante.

Soit la propriété P(n) : Un+1 > Un

Initialisation :

U0 = 1 et U1 = 1,5

ainsi U1 > U0

La propriété est vraie au rang 0.

Heredité

Supposons que Un+1 > Un pour un entier naturel n ≥ 0

la fonction f étant strictement croissante, deux nombres et leur image par f sont classés dans le meme ordre.

Un+1 > Un

f(Un+1) > f(Un)

Un+2 > Un+1

La propriété est hereditaire.

Conclusion :

La propriété est vraie au rang 0 et est héréditaire donc Un+1 > Un pour tout n de IN.

La suite (Un) est croissante pour tout n≥0.

Soit la propriété P'(n) : Vn > Vn+1

Initialisation :

V0= 2 et V1 = 5/3

ainsi V0 > V1

La propriété est vraie au rang 0.

Heredité

Supposons que Vn > Vn+1 pour un entier naturel n ≥ 0

la fonction f étant strictement croissante, deux nombres et leur image par f sont classés dans le meme ordre.

Vn > Vn+1

f(Vn) > f(Vn+1)

Vn+1 > Vn+2

La propriété est hereditaire.

Conclusion :

La propriété est vraie au rang 0 et est hereditaire donc Vn > Vn+1 pour tout n de IN.

La suite (Vn) est décroissante pour tout n ≥0.

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