PCSI
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Suites réelles Fiche 11
Exercice 26 On veut étudier étudier la suite (u
n
)
n
définie par u
0
∈[−2,+∞[et ∀n∈N,u
n+1
=√2 + u
n
.Déterminer α
tel que α=f(α)où f(x) = √2 + x. Montrer que si u
0
≥α, alors ∀n,u
n
≥αet que la suite est décroissante. Montrer que
si u
0
≤α, alors 0≤u
n
≤αsi n≥1et la suite est décroissante à partir du rang 1.Conclure.
Exercice 27 On veut étudier étudier la suite (u
n
)
n
définie par u
0
∈]0,+∞[et ∀n∈N,u
n+1
=
1
2
(u
n
+1
u
n
).Montrer que
pour n≥1,on a u
n
≥1et étudier la monotonie de (u
n
)
n≥1
et conclure.
Exercice 28 On veut étudier étudier la suite (u
n
)
n
définie par u
0
∈Ret u
n+1
=u
n
+e
−u
n
. Etudier la monotonie et
conclure.
Suites implicites
Exercice 29 On considère l’équation (E)x
n
−x−1 = 0 où n≥3, on pose f(x) = x
n
−x−1
1. A l’aide du binôme de Newton, montrer que f1 +
1
n
>0
2. En déduire que (E)admet une solution dans l’intervalle 1,1 + 1
n, on note x
n
cette solution. Montrer que (x
n
)
n
converge vers 1.Sans utiliser la monotonie de f, comment prouver l’unicité de x
n
?
3. A l’aide de nln(x
n
) = ln(1 + x
n
)montrer que x
n
= 1 + ln(2)
n+o1
n(i.e. x
n
−1∼
ln(2)
n
).
Exercice 30 Montrer que l’équation x−e
−x
=nadmet une unique solution u
n
dans l’intervalle [n, n + 1] .Donner un
développement asymptotique à deux termes de u
n
.
Exercice 31 Soit n∈N,n≥6,montrer que l’équation ln (x) = x
2
nadmet deux solutions u
n
< v
n
. Etudier les suites
(u
n
)
n∈N
et (v
n
)
n∈N
. Donner la limite ℓde u
n
et un équivalent de u
n
−ℓ.
Exercice 32 Pour tout entier n≥1,on définit P
n
(X) = X
n
+X
n−1
+···+X
2
+X−1
1. Montrer que P
n
admet une unique racine positive notée x
n
, et que 0≤x
n
≤1.
2. Déterminer le signe de P
n+1
(x
n
)et en déduire la monotonie puis la nature de (x
n
)
n≥1
.
3. Déterminer la limite de (x
n
)(Indication : Montrer que x
n+1
n
−−−−−→
n→+∞
0et modifier l’écriture de P
n
).
4. On pose u
n
=x
n
−1
2,montrer pour n≥2,0≤u
n
≤1
2
n
, puis que u
n
∼1
2
n+2
(Question
(∗∗)
).
Exercice 33 Soit n≥2,montrer que l’équation x
n
=x+nadmet une unique solution positive u
n
. Montrer que la suite
(u
n
)
n∈N
converge, préciser sa limite ℓ. Donner un équivalent de u
n
−ℓ.
Suites complexes
Exercice 34 Soit a∈C. Etudier la convergence et calculer la limite éventuelle de la suite z= (z
n
)
n≥0
définie par :
z
0
=aet, pour tout n≥0, z
n+1
=1
3(2z
n
−z
n
).(indication : z
n
=x
n
+iy
n
...)
Exercice 35 Expliciter le terme général de la suite (u
n
)définie par : θ∈R, u
0
∈Cet ∀n≥0, u
n+1
=e
iθ
u
n
+ sin θ.
Exercice 36 On définit la suite complexe (z
n
)par : z
0
∈Cet ∀n≥0,z
n+1
=z
n
+|z
n
|
2.
1. Etudier cette suite lorsque z
0
est réel.
2. On suppose désormais que z
0
∈C\Ret on pose z
0
=re
iθ
avec r=|z
0
|et θ∈]−π, 0[∪]0, π[. Pour tout n≥0, on pose
z
n
=r
n
e
iθ
n
avec r
n
=|z
n
|et θ
n
= arg z
n
dans ]−π, π[. Exprimer z
n+1
et r
n+1
à l’aide de z
n
et r
n
.
3. En déduire que : ∀n≥0,r
n
=rsin θ
2
n
sin
θ
2
n
et θ
n
=θ
2
n
.
4. Montrer que la suite (z
n
)converge vers un réel strictement positif à déterminer.
Exercice 37 Etudier les suites réelles (a
n
)et (b
n
)définies par : (a
0
, b
0
)∈R
2
et ∀n≥0,a
n+1
=a
n
a
2
n
+b
2
n
et b
n+1
=b
n
a
2
n
+b
2
n
.
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L F, L