👤

Bonjour, est ce que vous pouvez m'aider à résoudre cet exercice niveau terminale

On considère la suite [tex]u_n[/tex] définie par :

[tex]u_0 = 1[/tex] et pour tout entier naturel n :[tex] u_{n+1 }=\sqrt{2u_n}[/tex] .


1.Démontrer que, pour tout entier naturel n : [tex]0 \ \textless \ u_n \leq 2 [/tex] .

2.Déterminer le sens de variation de la suite [tex]( u_n) [/tex]

3.Démontrer que la suite [tex](u_n)[/tex] est convergente.

On ne demande pas la valeur de sa limite.


Répondre :

Réponse :

1. Soit la propriété P(n) : [tex]0 < u_n \leq 2[/tex]

Initialisation :

[tex]u_0=1\\1\leq 2\\u_0\leq 2[/tex]

La propriété P(0) est vraie

Hérédité

On suppose vraie la propriété pour un entier naturel k c'est à dire

[tex]0 < u_k \leq 2[/tex]

Montrons que la propriété est vraie au rang k+1 c'est à dire

[tex]0 < u_{k+1} \leq 2[/tex]

On a :

[tex]0 < u_k \leq 2\\2\times0 < 2u_k \leq 4\\\sqrt{0} <\sqrt{2u_k} \leq \sqrt{4} \\0<u_{k+1}\leq 2\\[/tex]

P(k+1) est vraie.

Conclusion :

La propriété est vraie au rang 0 et elle est héréditaire donc [tex]0<u_n\leq 2[/tex] pour tout entier naturel n.

2. Une racine carré étant positive, la suite est à termes strictement positifs.

[tex]\frac{u_{n+1}}{u_n} = \frac{\sqrt{2u_n}}{u_n} =\frac{\sqrt{2} \sqrt{u_n} }{\sqrt{u_n^2} } =\sqrt{\frac{2}{u_n} }[/tex]

Or [tex]0<u_n\leq 2[/tex]

donc

[tex]\frac{2}{u_n} \geq 1\\\sqrt{\frac{2}{u_n} } \geq 1[/tex]

[tex]\frac{u_{n+1}}{u_n} \geq 1[/tex]

La suite [tex](u_n)[/tex] est donc croissante.

3. La suite [tex](u_n)[/tex] est croissante et majorée par 2 donc elle converge.

Explications étape par étape :