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[exercice] les suites ont la forme !

exo facile pour TS

    13 décembre 2010 à 23:32:56

    [TS] [Suites] Les suite ont la forme ! **



    Considérons <math>\(\left({u}_{n}\right)\)</math> et <math>\(\left({v}_{n}\right)\)</math> deux suites de <math>\(\mathbb{R}\)</math> définies comme suit :

    <math>\(\forall n \in {\mathbb{N}}^{\ast} \, \{ \begin{array}{4} {u}_{n+1} = {v}_{n} \\{v}_{n+1}= \frac{{u}_{n}}{2} \\\end{array}\;\)</math> avec <math>\(\; \{ \begin{array}{4} {u}_{0} > 0 \\{v}_{0}>0 \end{array}\)</math>

    1- Montrer que <math>\(\left({u}_{n}\right)\)</math> et <math>\(\left({v}_{n}\right)\)</math> sont des suites de <math>\(\mathbb{R}\stackrel{+}{\ast}\)</math>

    Soit la suite <math>\(\left({A}_{n}\right)\)</math> definie par <math>\(\forall n \in \mathbb{N} \, , {A}_{n}={u}_{n} \cdot {v}_{n}\)</math>

    2-Trouver une relation de récurrence sur <math>\({A}_{n} \;\)</math>. Que peut-on en déduire sur la nature de la suite <math>\(\left({A}_{n}\right)\;\)</math> ?

    Soit la suite <math>\(\left({k}_{n}\right)\)</math> définie par <math>\(\forall n \in \mathbb{N}, \; {k}_{n}= \frac{{u}_{n}}{{v}_{n}}\;\)</math>

    3-Montrer que <math>\(\left({k}_{n}\right)\)</math> est constante si et seulement si <math>\(\frac{{u}_{0}}{{v}_{0}} = \sqrt{2}\)</math>

    4- Gardons <math>\({k}_{0}=\sqrt{2} \;\)</math>, et posons <math>\({A}_{0}=1 \;\)</math>, que valent alors <math>\({u}_{0} \;\)</math> et <math>\(\; {v}_{0} \;\)</math> ?

    5- Donner une valeur approchée de <math>\({u}_{4} \;\)</math> et <math>\(\; {v}_{4} \;\)</math>



    Bonne chance :)
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    Zeste de Savoirbépocode minimal  — Ge0 <3
      14 décembre 2010 à 22:37:09

      Oups, petite erreur de copié collé. C'est bien entendu un exercice de TS, comme indiqué dans le sous titre du post. Exercice plutôt facile d'ailleurs.
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      Zeste de Savoirbépocode minimal  — Ge0 <3
        15 décembre 2010 à 15:11:10

        Je pense avoir trouvé mais je ne suis pas sûr que ce soit le plus rapide:


        1- J'ai fait une récurrence ici:
        Sachant que <math>\(u_0 > 0\)</math> et <math>\(v_0 > 0\)</math>, la proposition est vraie pour <math>\(n=0\)</math>
        Ensuite, on fixe un <math>\(n\)</math> pour lequel la proposition est vérifié et on a:
        <math>\(u_{n+1} = v_n > 0\)</math> par hypothèse de récurrence et de même pour <math>\(v_{n+1}\)</math>, donc, le principe de récurrence permet d'affirmer que:
        <math>\(\forall n \in \mathbb{N}, u_n > 0 \quad \mathrm{et}\quad v_n > 0\)</math>

        2- <math>\(A_{n+1} = u_{n+1} \cdot v_{n+1} = v_n\frac{u_n}{2} = \frac{A_n}{2}\)</math>

        <math>\((A_n)\)</math> est une suite géométrique de raison <math>\(\frac{1}{2}\)</math> et de premier élément <math>\(u_0v_0\)</math>

        3- On observe que <math>\(k_{n+1} = \frac{u_{n+1}}{v_{n+1}} = \frac{v_n}{\frac{u_n}{2}} = \frac{2v_n}{u_n} = \frac{2}{k_n}\)</math>
        Donc on a <math>\(k_{n+2} = k_n\)</math>
        Et donc : <math>\(k_{2n} = k_0\)</math> et <math>\(k_{2n+1} = \frac{2}{k_0}\)</math> pour tout <math>\(n \in \mathbb{N}\)</math>
        La suite alterne seulement entre deux valeurs donc, pour que la suite soit constante, il faut et il suffit que ces deux valeurs soient égales:
        <math>\(k_0 = \frac{2}{k_0} \Leftrightarrow k_0^2 = 2\)</math>

        Puisque <math>\(k_0\)</math> est un quotient de nombres positifs, on a:

        <math>\(k_0^2 = 2 \Leftrightarrow k_0 = \sqrt{2} \Leftrightarrow \frac{u_0}{v_0} = \sqrt{2}\)</math>

        4- On a :
        <math>\(\{ \begin{array}{4} A_0 = 1 \\ k_0 = \sqrt{2} \\\end{array} \leftrightarrow \{ \begin{array}{4} u_0 \cdot v_0 = 1 \\ \frac{u_0}{v_0} = \sqrt{2} \\\end{array} \leftrightarrow \{ \begin{array}{4} u_0 \cdot v_0 = 1 \\ u_0 = v_0\sqrt{2} \\\end{array}\)</math>
        <math>\(\{ \begin{array}{4} v_0^2\sqrt{2} = 1 \\ u_0 = v_0\sqrt{2} \\\end{array} \leftrightarrow \{ \begin{array}{4} v_0 = \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{2}} \\ u_0 = v_0\sqrt{2} \\\end{array} \leftrightarrow \{ \begin{array}{4} v_0 = \sqrt{\frac{\sqrt{2}}{2}} \\ u_0 = \sqrt{\sqrt{2}} = \sqrt[4]{2} \\\end{array}\)</math>

        5- On a <math>\(k_4=k_0=\sqrt{2}\)</math> et <math>\(A_4=\frac{A_0}{2^4}\)</math>
        Donc:
        <math>\(\{ \begin{array}{4} u_4 \cdot v_4 = \frac{1}{16} \\ \frac{u_4}{v_4} = \sqrt{2} \\\end{array} \leftrightarrow \{ \begin{array}{4} u_4\cdot v_4 = \frac{1}{16} \\ v_4 = \frac{u_4}{\sqrt{2}} \\\end{array} \leftrightarrow \{ \begin{array}{4} u_4^2 = \frac{\sqrt{2}}{16} \\ v_4 = \frac{u_4}{\sqrt{2}} \\\end{array}\)</math>

        <math>\(\{ \begin{array}{4} u_4 = \frac{\sqrt[4]{2}}{4} \\ v_4 = \frac{u_4}{\sqrt{2}} \\\end{array}\leftrightarrow \{ \begin{array}{4} u_4 = \frac{\sqrt[4]{2}}{4} \\ v_4 = \frac{\sqrt[4]{2}}{4\sqrt{2}} \\\end{array} \leftrightarrow \{ \begin{array}{4} u_4 \approx 0.297 \\ v_4 \approx 0.210 \\\end{array}\)</math>
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          17 décembre 2010 à 16:35:17

          Yep, c'est bon. J'ai bien aimé que tu ne fasses pas de récurrence sur la question 3.
          Sinon les valeurs de <math>\({u}_{4}\; et\; {v}_{4}\)</math> ne te disent rien ? Et en les multipliant par cent ?

          A4 = 21 X 29.7
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          Zeste de Savoirbépocode minimal  — Ge0 <3
            18 décembre 2010 à 15:08:07

            Ah oui, effectivement, j'avais pas remarqué :o (c'était un clin d'oeil du concepteur du problème ou ça a vraiment un rapport avec les feuilles ?)
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              18 décembre 2010 à 17:36:46

              Ca a vraiment un rapport avec les feuilles : on a choisi le A0 de superficie 1m², et on a choisi ses dimensions telles qu'en coupant la feuille en deux on obtienne une feuille de même proportions. C'est ce qui est traduit par les deux égalités de la définition de la suite : on prend la moitié du côté le plus grand comme côté le plus petit et on prend le côté plus petit comme plus grand. Pour cela, une seule solution : les diviser toutes les deux par <math>\(\sqrt{2}\)</math> et qu'elles aient un rapport de <math>\(\sqrt{2}\)</math>
              Magique, n'est-ce pas ? :)
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                18 décembre 2010 à 18:42:10

                Comme le dit si bien Victor, c'est en effet comme ça que les formats An sont définit.
                J'ai hésité à poster l'exo comme suit:

                Afin d'avoir un standard internationnal, on desire creer une suite de format coherant pour nos feuille de papier.
                On veut que ce standard soit super cool pour que tout le monde l'utilise (a part les americains evidement). Il serait donc de bon ton que ce format soit pratique et facile a mettre en oeuvre. On voudrait notament qu'il possede les proprietes suivantes:

                - Le format A0 fait 1m²
                - Les proportions sont gardes quelque soit le format An
                - Pour passer du format An au format suivant An+1, il suffit de plier sa feuille en 2.

                Montrer que A4 = 21cm * 29.7cm


                Mais j'ai peur qu'un TS lambda n'arriverait pas à poser le problème de façon propre.

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                Zeste de Savoirbépocode minimal  — Ge0 <3

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