Suites et récurrence

Montrer qu'une suite est arithmético-géométrique : niveau difficile\red{\text{niveau difficile}} - Exercice 4

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Question 1
Soit (un)\left(u_{n} \right) et (vn)\left(v_{n} \right) les suites définies par u0=1u_{0} =-1 , u1=12u_{1} =\frac{1}{2} et pour tout entier naturel nn, on a un+2=un+114unu_{n+2} =u_{n+1}-\frac{1}{4}u_{n} .
Soit vn=un+112unv_{n} = u_{n+1}-\frac{1}{2}u_{n}.

Démontrer que la suite (vn)\left(v_{n} \right) est géométrique . On précisera la raison et le premier terme.

Correction
Pour tout entier naturel nn , on a :
vn=un+112unv_{n} = u_{n+1}-\frac{1}{2}u_{n} . Il vient alors que :
vn+1=un+212un+1v_{n+1} =\red{u_{n+2}} -\frac{1}{2} u_{n+1}
vn+1=un+114un12un+1v_{n+1} =\red{u_{n+1} -\frac{1}{4} u_{n}} -\frac{1}{2} u_{n+1}
vn+1=12un+114unv_{n+1} =\frac{1}{2} u_{n+1} -\frac{1}{4} u_{n} . on factorise l'expression par 12\frac{1}{2}, on obtient donc :
vn+1=12(un+112un)v_{n+1} =\frac{1}{2} \left(u_{n+1} -\frac{1}{2} u_{n} \right)
Or : vn=un+112unv_{n} = u_{n+1}-\frac{1}{2}u_{n} , ce qui nous donne :
vn+1=12vnv_{n+1} =\frac{1}{2} v_{n}

Ainsi la suite (vn)\left(v_{n} \right) est géométrique de raison q=12q=\frac{1}{2} et de premier terme v0=u112u0v_{0} = u_{1}-\frac{1}{2}u_{0} donc v0=1v_{0} =1.