ECE2-B 2016-2017
•Par définition de la fonction fn+1, on a : fn+1(xn) = xnn+1 +xn−1.
Or, d’après la question précédente, on a : fn(xn) = 0.
Or fn(xn) = xnn+xn−1=0. Ainsi, on a : xnn= 1 −xn.
On en conclut que :
fn+1(xn) = xnn+1 +xn−1
=xn×xnn+xn−1
=xn×(1 −xn) + xn−1
=−xn2+ 2xn−1
=−(xn2−2xn+ 1) = −(xn−1)2<0car xn<1
•Par la question précédente, fn+1(xn+1) = 0.
On a donc bien : fn+1(xn)<0 = fn+1(xn+1).
•D’après le théorème de la bijection, la fonction fn+1−1: ] −1,1[ →]0,1[
est de même monotonie que fn+1, à savoir strictement croissante.
On en déduit que :
xn=fn+1
−1(fn+1(xn)) < fn+1
−1(fn+1(xn+1)) = xn+1
c. Démontrer que (xn)converge et que sa limite `est telle que 0< ` 61.
Démonstration.
•La suite (xn)est croissante et majorée par 1.
Elle converge donc vers une limite `∈R.
•Par passage à la limite dans l’inégalité : 0< xn<1, on en déduit que
`est telle que : 06`61.
•La suite (xn)étant croissante, on en déduit que : ∀n∈N∗, xn>x1.
Et donc, par passage à la limite, on a : `>x1.
•Par définition, x1est l’unique élément de ]0,1[ qui vérifie :
f1(x1) = x1+x1−1=0i.e. 2x1= 1 et donc x1=1
2.
On en conclut que : 0<1
26`61.
d. Démontrer que : ∀n > 0, xn6`.
Démonstration.
•Attention : démonstration hors programme !
Le théorème de convergence monotone stipule que `= sup
n∈N∗
xn.
Ainsi, on a : ∀n∈N∗,xn6sup
n∈N∗
xn=`.
•Démonstration attendue.
Supposons par l’absurde qu’il existe un rang n0>0tel que : xn0> `.
La suite (xn)étant croissante, on a : ∀n>n0,xn>xn0.
Par passage à la limite, on en déduit que : `>xn0.
Et donc que : `>xn0> `, ce qui est impossible !
e. En procédant par l’absurde, montrer que `= 1.
Démonstration.
Supposons par l’absurde que `6= 1.
D’après les questions précédentes, on a :
•0<`<1,
•0< xn6`et donc, par croissance de la fonction élévation à la puissance
nsur ]0,+∞[, on en déduit que : 06xnn6`n. Or :
×`n−→
n→+∞0car 0<`<1,
×0−→
n→+∞0.
Ainsi, par le théorème d’encadrement, on a : xnn−→
n→+∞0.
Or : xnn= 1 −xn. Par passage à la limite dans cette égalité, on en déduit
que : 0 = 1 −`et ainsi que `= 1.
Ceci contredit l’hypothèse `6= 1.
(☆): application directe du cours, (☀): pas de difficulté majeure, (☀☀): plus difficile, (☀☀☀): costaud 5