Suites et fonction exponentielle


  • S

    Je nécessiterai votre aide à une question de limites de suites.
    Soit f(x)=e^x -1/e^x -x et Uo=1/2 Un+1=f(Un)
    Tout d'abord, il faut montrer que 1/2≤Un≤Un+1≤1
    Ensuite, il faut en déduire qu'elle est convergente et déterminer sa limite.
    J'ai essayé par unicité de la limite: e^l -1/e^l-l (=)e^l -1=l(e^l-l) (=)e^l -1-le^l+l^2=0
    Là, je bloque.
    Merci d'avance.


  • Zorro

    BONJOUR !

    Je pense que tu veux parler de

    f(x)=ex−1ex−xf(x)=\dfrac{e^x - 1}{e^x - x}f(x)=exxex1

    Parce que tu as écrit sans parenthèses cela se traduit en

    f(x)=ex−1ex−xf(x)=e^x - \dfrac{1}{e^x} - xf(x)=exex1x

    Où en es-tu ?

    Quelles sont les questions non postées que tu as réussi à faire ?


  • Zorro

    Pour faire la différence entre UnU_nUn+1 et Un+1U_{n+1}Un+1 ,

    il y a un bouton Indice sous la zone de saisie !


  • S

    D'accord, excusez-moi. Alors voilà:
    Soit f(x)=(e^x -1)/(e^x -x) et Uo=1/2 Un+1=f(Un)
    Tout d'abord, il faut montrer que 1/2≤Un≤Un+1≤1
    Ensuite, il faut en déduire qu'elle est convergente et déterminer sa limite.
    J'ai essayé par unicité de la limite: (e^l -1)/(e^l-l) (=)e^l -1=l(e^l-l) (=)e^l -1-le^l+l^2=0
    Là, je bloque.
    Merci d'avance.


  • mtschoon

    Bonsoir,

    Si j'ai bien compris, c'est pour trouver la valeur de L ( limite de cette suite convergente) que tu as un problème.

    Il faut donc résoudre l'équation f(x)=x sur [1/2 , 1]

    Piste,

    Tu peux écrire f(x)-x=0

    f(x)−x=0↔ex−1ex−x−x=0f(x)-x=0 \leftrightarrow \frac{e^x-1}{e^x-x}-x=0f(x)x=0exxex1x=0

    Tu justifies d'abord que le dénominateur exe^xex-x est non nul .

    ex−1ex−x−x=0↔ex−1−x(ex−x)ex−x=0↔ex−1−x(ex−x)=0\frac{e^x-1}{e^x-x}-x=0 \leftrightarrow \frac{e^x-1-x(e^x-x)}{e^x-x}=0 \leftrightarrow e^x-1-x(e^x-x)=0exxex1x=0exxex1x(exx)=0ex1x(exx)=0

    En transformant, tu dois obtenir :

    ex(1−x)−1+x2=0↔ex(1−x)−(1−x2)=0e^x(1-x)-1+x^2=0 \leftrightarrow e^x(1-x)-(1-x^2)=0ex(1x)1+x2=0ex(1x)(1x2)=0

    En factorisant :

    ex(1−x)−(1−x)(1+x)=0↔(1−x)[ex−(1+x)]=0e^x(1-x)-(1-x)(1+x)=0 \leftrightarrow (1-x)[e^x-(1+x)]=0ex(1x)(1x)(1+x)=0(1x)[ex(1+x)]=0

    1er cas 1−x=0↔x=11-x=0 \leftrightarrow x=11x=0x=1

    2eme cas :ex−1−x=0e^x-1-x=0ex1x=0

    Pour prouver que cette équation ex−1−x=0e^x-1-x=0ex1x=0 n'a pas de solution sur [1/2 ,1], tu peux poser g(x)=ex−1−xg(x)= e^x-1-xg(x)=ex1x

    Tu étudies les variations de g sur [1/2 , 1] et tu dois en déduire que : g(x) > 0 donc g(x) ≠ 0

    Tu pourras conclure que la seule solution est x=1 qui est la limite de la suite.


  • S

    Bonsoir,
    Merci beaucoup, mais je ne comprends pas pourquoi nous faisons f(x)=x, pouvez-vous m'expliquer s'il vous plait ?

    Merci d'avance.


  • mtschoon

    Tes écritures sont difficiles à déchiffrer...

    J'ai cru que tu étais à la fin de ton exercice et que tu cherchais la limite L de la suite convergente.

    Tu as écrit
    Citation
    (e^l -1)/(e^l-l) (=)e^l -1=l(e^l-l) (=)e^l -1-le^l+l^2=0

    je ne comprends rien à cette écriture...

    J'ai cru que tu voulais chercher L tel quef(L)=L

    Si c'est le cas, cela veut dire que l'on résoudre l'équation f(x)=x est que la solution sera x=1 donc la limite est L=1

    J'ai appeler x l'inconnue par "gout personnel" et par habitude.
    Si tu préfères, au lieu d'appeler x l'inconnue, tu peux l'appeler L ; ça ne change en rien les calculs pour résoudre f(L)=L et tu trouveras L=1

    Reposte si ce n'est pas ça ton problème.


  • S

    Bonjour,
    il s'agit de déterminer la limite de la suite. J'ai simplement essayé par unicité sans y parvenir. Peut-on trouver la limite par unicité ou il s'agit d'une autre méthode ?

    Merci d'avance.


  • mtschoon

    Si ce n'est pas dans ton cours (ce qui me semble surprenant), je t'indique le raisonnement usuel pour trouver la limite unique L d'une suite convergente définie par un+1=f(un)u_{n+1}=f(u_n)un+1=f(un) avec f fonction continue

    Comme un+1=f(un)u_{n+1}=f(u_n)un+1=f(un) , f étant continue, par passage à la limite

    lim⁡n→+∞un+1=lim⁡n→+∞f(un)\lim_{n\to +\infty}u_{n+1}=\lim_{n\to +\infty}f(u_n)limn+un+1=limn+f(un)

    Or, vu l'unicité de la limite lim⁡n→+∞un+1=lim⁡n→+∞un=l\lim_{n\to +\infty}u_{n+1}=\lim_{n\to +\infty}u_{n}=llimn+un+1=limn+un=l

    Etlim⁡n→+∞f(un)=f(l)\lim_{n\to +\infty}f(u_{n})=f(l)limn+f(un)=f(l)

    DONC : l=f(l)\fbox{l=f(l)}l=f(l)

    C'est cette propriété que je t'ai suggérée précédemment pour trouver L=1 dans cet exercice.


  • S

    Ah d'accord, merci beaucoup !


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