Les suites

Montrer qu'une suite est géométrique : niveau difficile - Exercice 1

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Question 1
Soit (un)\left(u_{n} \right) la suite définie par u0=2u_{0} =2 et pour tout entier naturel nn, on a un+1=3un+0,5nu_{n+1} =3u_{n}+0,5-n .
Soit (vn)\left(v_{n} \right) la suite définie vn=un0,5nv_{n} =u_{n}-0,5n.

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=un0,5nv_{n} =u_{n} -0,5n
vn+1=un+10,5×(n+1)v_{n+1} =u_{n+1} -0,5\times \left(n+1\right)
vn+1=3un+0,5n0,5×(n+1)v_{n+1} =3u_{n} +0,5-n-0,5\times \left(n+1\right)
vn+1=3un+0,5n0,5n0,5v_{n+1} =3u_{n} +0,5-n-0,5n-0,5
vn+1=3un1,5nv_{n+1} =3{\color{blue}{u_{n}}} -1,5n
Or vn=un0,5nv_{n} =u_{n}-0,5n donc vn+0,5n=unv_{n} +0,5n={\color{blue}{u_{n}}}. Il vient alors que :
vn+1=3×(vn+0,5n)1,5nv_{n+1} =3\times {\color{blue}{\left(v_{n} +0,5n\right)}}-1,5n
vn+1=3vn+1,5n1,5nv_{n+1} =3v_{n} +1,5n-1,5n
vn+1=3vnv_{n+1} =3v_{n}

Ainsi la suite (vn)\left(v_{n} \right) est géométrique de raison q=3q=3 et de premier terme v0=u00,5×0v_{0} = u_{0}-0,5\times 0 c'est à dire v0=2v_{0} =2.