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ExercicePremière, chapitre 2 — Suites · Généralités

Exercice 4

Calcul

On considère les suites suivantes définies pour tout n∈ℕn\in\mathbb{N} :

a) {un+1=5un−3u0=3\left\{ \begin{array}{ll} u_{n+1}=5u_{n}-3\\ u_{0}=3 \end{array} \right.

b) {un+1=4un−(n−3)u0=1\left\{ \begin{array}{ll} u_{n+1}=4u_{n}-(n-3)\\ u_{0}=1 \end{array} \right.

c) {un+1=(n+1)un+2u0=−1\left\{ \begin{array}{ll} u_{n+1}=(n+1)u_{n}+2\\ u_{0}=-1 \end{array} \right.

d) {un+1=un22n+3u0=−1\left\{ \begin{array}{ll} u_{n+1}=\dfrac{u_{n}^{2}}{2n+3}\\ u_{0}=-1 \end{array} \right.

1. Pour chacune de ces suites, exprimer unu_{n} en fonction de un−1u_{n-1} pour tout n⩾1n\geqslant 1, puis un+2u_{n+2} en fonction de un+1u_{n+1} pour tout entier nn.

2. En déduire pour chacune de ces suites l'expression de un+2u_{n+2} en fonction de unu_{n} et de nn.

Corrigé

Pour obtenir unu_{n} en fonction de un−1u_{n-1}, on remplace nn par n−1n-1 dans la relation ; pour obtenir un+2u_{n+2} en fonction de un+1u_{n+1}, on remplace nn par n+1n+1. On reporte ensuite l'expression de un+1u_{n+1}.

a) un=5un−1−3u_{n}=5u_{n-1}-3 et un+2=5un+1−3u_{n+2}=5u_{n+1}-3, d'où : un+2=5(5un−3)−3soitun+2=25un−18u_{n+2}=5(5u_{n}-3)-3 \qquad\text{soit}\qquad \boxed{u_{n+2}=25u_{n}-18}

b) un=4un−1−(n−4)u_{n}=4u_{n-1}-(n-4) et un+2=4un+1−(n−2)u_{n+2}=4u_{n+1}-(n-2), d'où : un+2=4(4un−(n−3))−(n−2)=16un−4n+12−n+2u_{n+2}=4\big(4u_{n}-(n-3)\big)-(n-2)=16u_{n}-4n+12-n+2

un+2=16un−5n+14\boxed{u_{n+2}=16u_{n}-5n+14}

c) un=nun−1+2u_{n}=nu_{n-1}+2 et un+2=(n+2)un+1+2u_{n+2}=(n+2)u_{n+1}+2, d'où : un+2=(n+2)[(n+1)un+2]+2soitun+2=(n+1)(n+2)un+2n+6u_{n+2}=(n+2)\big[(n+1)u_{n}+2\big]+2 \qquad\text{soit}\qquad \boxed{u_{n+2}=(n+1)(n+2)u_{n}+2n+6}

d) un=un−122n+1u_{n}=\dfrac{u_{n-1}^{2}}{2n+1} et un+2=un+122n+5u_{n+2}=\dfrac{u_{n+1}^{2}}{2n+5}, d'où : un+2=12n+5(un22n+3)2soitun+2=un4(2n+3)2(2n+5)u_{n+2}=\frac{1}{2n+5}\left(\frac{u_{n}^{2}}{2n+3}\right)^{2} \qquad\text{soit}\qquad \boxed{u_{n+2}=\frac{u_{n}^{4}}{(2n+3)^{2}(2n+5)}}

Dans l'édifice

Thèmes

suites, suite définie par récurrence

Notions

suite

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