Suites et récurrence

La récurrence - Exercice 2

10 min
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La suite (un)\left(u_{n} \right) est définie par : {u0=4un+1=0,92un+8\left\{\begin{array}{ccc} {u_{0} } & {=} & {4} \\ {u_{n+1} } & {=} & {0,92u_{n} +8} \end{array}\right.
Question 1

Démontrer par récurrence que pour tout entier naturel nn , on a : un=96×(0,92)n+100u_{n} =-96\times \left(0,92\right)^{n} +100

Correction
Pour tout entier naturel nn, posons la propriété Pn:un=96×(0,92)n+100P_{n} :u_{n} =-96\times \left(0,92\right)^{n} +100
Etape d’initialisation\purple{\text{Etape d'initialisation}}
On sait que u0=4u_{0} =4 et que u0=96×(0,92)0+100=4u_{0} =-96\times \left(0,92\right)^{0} +100=4 .
La propriété P0P_{0} est vraie.
Etape d’heˊreˊditeˊ\purple{\text{Etape d'hérédité}}
On suppose qu'il existe un entier kk tel que la propriété PkP_{k} soit vraie c'est-à-dire uk=96×(0,92)k+100u_{k} =-96\times \left(0,92\right)^{k} +100 et vérifions si la propriété est également vraie au rang k+1k+1 c'est-à-dire uk+1=96×(0,92)k+1+100u_{k+1} =-96\times \left(0,92\right)^{k+1} +100
Par hypothèse de récurrence :
uk=96×(0,92)k+100u_{k} =-96\times \left(0,92\right)^{k} +100 , on multiplie par 0,920,92 de part et d'autre de l'égalité
0,92×uk=0,92×(96×(0,92)k+100)0,92\times u_{k} =0,92\times \left(-96\times \left(0,92\right)^{k} +100\right)
0,92×uk=0,92×(96)×(0,92)k+0,92×1000,92\times u_{k} =0,92\times \left(-96\right)\times \left(0,92\right)^{k} +0,92\times 100
0,92×uk=(96)×(0,92)k+1+920,92\times u_{k} =\left(-96\right)\times \left(0,92\right)^{k+1} +92 , on va maintenant additionner par 88 de part et d'autre de l'égalité (notre objectif est de faire apparaître dans le membre de gauche uk+1u_{k+1} )
0,92×uk+8=(96)×(0,92)k+1+92+80,92\times u_{k} +8=\left(-96\right)\times \left(0,92\right)^{k+1} +92+8
uk+1=(96)×(0,92)k+1+100u_{k+1} =\left(-96\right)\times \left(0,92\right)^{k+1} +100
Ainsi la propriété Pk+1P_{k+1} est vraie.
Conclusion\purple{\text{Conclusion}}
Puisque la propriété P0P_{0} est vraie et que nous avons prouvé l'hérédité, on peut en déduire, par le principe de récurrence que pour tout entier naturel nn, on a PnP_{n} vraie, c'est à dire que pour tout entier naturel nn, on a bien :
un=96×(0,92)n+100u_{n} =-96\times \left(0,92\right)^{n} +100