Suites et récurrence

Exercices types : 11ère partie - Exercice 3

15 min
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Pour chacune des cinq questions suivantes, une et une seule des propositions est correcte.
Question 1

Soit la suite (un)(u_{n} ) définie par u0=5u_{0} =5, u1=7u_{1} =7, et pour tout entier naturel nn, un+2=3un+12unu_{n+2} =3u_{n+1} -2u_{n} .
  • u3=2u_{3} =-2
  • u3=19u_{3} =19
  • u3=23u_{3} =23

Correction
La bonne réponse est b.
Commençons par calculer u2u_{2} , ce qui nous donne :
  u2=3u12u0\; u_{2} =3u_{1} -2u_{0} ainsi   u2=3×72×5\; u_{2} =3\times 7-2\times 5 donc   u2=11\; u_{2} =11
Maintenant calculons u3u_{3} :
  u3=3u22u1\; u_{3} =3u_{2} -2u_{1} ainsi   u3=3×112×7\; u_{3} =3\times 11-2\times 7 donc   u3=19\; u_{3} =19
Question 2

La suite (un)(u_{n} ) est définie pour tout entier naturel nn par un=5n23n+2u_{n} =5n^{2} -3n+2
  • La suite (un)(u_{n} ) converge vers 22.
  • La suite (un)(u_{n} ) n'a pas de limite.
  • La suite (un)(u_{n} ) diverge vers ++\infty

Correction
La bonne réponse est c.
limn+un=limn+5n23n+2\lim\limits_{n\to +\infty } u_{n} =\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2
Pour relever cette indétermination, nous factoriserons par le monôme de plus haut degré donc ici n2n^{2} .
Il vient alors que :
limn+5n23n+2=limn+n2(5n23n+2n2)\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(\frac{5n^{2} -3n+2}{n^{2} } \right)
limn+5n23n+2=limn+n2(5n2n23nn2+2n2)\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(\frac{5n^{2} }{n^{2} } -\frac{3n}{n^{2} } +\frac{2}{n^{2} } \right)
limn+5n23n+2=limn+n2(53n+2n2)\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(5-\frac{3}{n} +\frac{2}{n^{2} } \right)
limn+n2=+limn+53n+2n2=5}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} } & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{n\to +\infty } 5-\frac{3}{n} +\frac{2}{n^{2} } } & {=} & {5} \end{array}\right\} par produit limn+n2(53n+2n2)=+\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(5-\frac{3}{n} +\frac{2}{n^{2} } \right)=+\infty
Finalement :
limn+5n23n+2=+\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=+\infty
Question 3

La suite (un)(u_{n} ) définie par u0=2u_{0} = 2 et pour tout entier naturel nn par un+1un=0,1unu_{n+1} -u_{n} =-0,1u_{n}
  • La suite (un)(u_{n} ) est arithmétique.
  • La suite (un)(u_{n} ) n'est ni arithmétique ni géométrique.
  • La suite (un)(u_{n} ) géométrique.

Correction
La bonne réponse est c.
On a : un+1un=0,1unu_{n+1} -u_{n} =-0,1u_{n} , ce qui donne un+1=0,1un+unu_{n+1} =-0,1u_{n} +u_{n} ainsi un+1=0,9unu_{n+1} =0,9u_{n}
Question 4

Les ventes d'un nouveau roman ont régulièrement progressé de 2%2\% par semaine depuis sa parution.
Au cours de la première semaine il s'en était vendu 1000010000 exemplaires.
Le nombre d'exemplaires vendus au cours des 4545 semaines écoulées depuis sa parution est :
  • 2390023 900
  • 718927718 927
  • 743326743 326

Correction
La bonne réponse est b.
Les ventes d'un nouveau roman ont régulièrement progressé de 2%2\% par semaine depuis sa parution. Cette information traduit un coefficient multiplicateur 1+2100=1,021+\frac{2}{100}=1,02
On reconnait donc la somme des termes d'une suite géométrique de raison q=1,02q=1,02 et de 11er terme 1000010000.
Sn=(1er terme)×(1(raison)nombres de termes)1raisonS_{n} ={\text{(1er terme)}}\times \frac{\left(1-\left({\text{raison}}\right)^{{\text{nombres de termes}}} \right)}{1-{\text{raison}}}
On note SnS_{n} le nombre d'exemplaires au cours des 4545 semaines.
Sn=(10000)×(1(1,02)45)11,02S_{n} =\left(10000\right)\times \frac{\left(1-\left(1,02\right)^{45} \right)}{1-1,02}
Sn718927S_{n} \approx 718927
Question 5

La suite (un)(u_{n} ) est définie pour tout entier naturel nn par un=16n10,5u_{n} =1-\frac{6}{n-10,5} .
  • La suite (un)(u_{n} ) est croissante.
  • La suite (un)(u_{n} ) est majorée par 11.
  • La suite (un)(u_{n} ) n'est pas monotone.

Correction
La bonne réponse est b.
On utilise les notions des fonctions associées .
On considère la fonction f(n)=16n10,5f\left(n\right)=1-\frac{6}{n-10,5}
On sait que n10,5n-10,5 est une fonction croissante donc 6n10,5\frac{6}{n-10,5} est une fonction décroissante.
Il vient alors que : 6n10,5-\frac{6}{n-10,5} est une fonction croissante.
Finalement : f(n)=16n10,5f\left(n\right)=1-\frac{6}{n-10,5} est croissante.