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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 10 — Analyse asymptotique et développements limités · Suites et développements asymptotiques

Exercice 43

DémonstrationCalcul

Soit u0>0u_{0} > 0 et un+1=un+1unu_{n+1} = u_{n} + \dfrac{1}{u_{n}}. Montrer que lim⁡n→+∞un=+∞\lim\limits_{n \to +\infty} u_{n} = +\infty, puis déterminer un équivalent de unu_{n} en étudiant un+12−un2u_{n+1}^{2} - u_{n}^{2}.

Corrigé

La suite est strictement positive et croissante, puisque un+1−un=1un>0u_{n+1} - u_{n} = \frac{1}{u_{n}} > 0. Si elle convergeait vers ℓ>0\ell > 0, on aurait ℓ=ℓ+1ℓ\ell = \ell + \frac{1}{\ell}, ce qui est absurde : un→+∞u_{n} \to +\infty. Alors un+12−un2=2+1un2⟶2,u_{n+1}^{2} - u_{n}^{2} = 2 + \frac{1}{u_{n}^{2}} \longrightarrow 2, et le lemme de Cesàro donne un2n→2\frac{u_{n}^{2}}{n} \to 2 : un∼2n\boxed{u_{n} \sim \sqrt{2n}}. L'astuce est d'élever au carré : la relation de récurrence, inutilisable telle quelle, devient presque arithmétique.

Dans l'édifice

Thèmes

développements asymptotiques, équivalents, calcul de limites, suites récurrentes

Notions

suite, négligeable, limite d'une fonction

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