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SAV du DL n°2 de Mathématiques

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Le DL n°02 porte sur les calculs de sommes, les raisonnements par récurrence !

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Professeur de mathématiques en PCSI2 - Lycée Fabert (METZ)

Cet article comporte 14 commentaires

    1. Bonsoir Solène. Dans votre récurrence forte, vous supposez que \(x_1=1,\ x_2=2,\ldots,\ x_n=n\). Vous cherchez donc ensuite à montrer que \(x_{n+1}=n+1\).

      Vous avez donc UNE inconnue et pas mal d’équations ! En effet, chaque hypothèse sur la suite \((x_k)_{k\in\N}\) est en fait une équation … Mais alors, combien avez-vous d’équations au départ ??

      Bref, vous allez travailler sur une équation (une de celles données dans l’énoncé) dans laquelle il n’y aurait que \(x_{n+1}\) comme inconnue (parce que vous connaissez déjà \(x_1,\ldots , x_n\)).

      Une fois cette équation identifiée, il n’y aura plus qu’à la résoudre pour trouver \(x_{n+1}\) !

      Bonne soirée !

    1. Bonjour Clément. Le \(n-\)uplet \((a_1,a_2,\ldots,a_n)\) forme une suite finie d’entiers. La longueur de cette suite (c.-à-d. \(n\)) et les éléments \(a_1,a_2,\ldots,a_n\) qui la composent DÈPENDENT de \(N\) !!!

      Par exemple :
      – Si \(N=1\) on peut écrire \(N=1=1\times 1!\) donc il existe bien \(n=1\) et \(a_1=1\) tel que \(N=1=a_1\times 1!\)

      – Si \(N=2\) on peut écrire \(N=2=1\times 2!+0\times 1!\) donc il existe bien \(n=2\) et \(a_1=0,\ a_2=1\) tel que \(N=2=a_2\times 2!+a_1\times 1!\)

      – Si \(N=3\) on peut écrire \(N=3=1\times 2!+1\times 1!\) donc il existe bien \(n=2\) et \(a_1=1,\ a_2=1\) tel que \(N=2=a_2\times 2!+a_1\times 1!\)

      – Si \(N=4\) on peut écrire \(N=2\times 2!+0\times 1!\) donc il existe bien \(n=2\) et \(a_1=0,\ a_2=2\) tel que \(N=4=a_2\times 2!+a_1\times 1!\)

      – Si \(N=5\) on peut écrire \(N=2\times 2!+1\times 1!\) donc il existe bien \(n=2\) et \(a_1=1,\ a_2=2\) tel que \(N=5=a_2\times 2!+a_1\times 1!\)

      MAIS que se passe-t-il ensuite pour \(N=6\) ??
      Bon courage !

    1. Bonjour Clarisse.
      Oui, c’est bien ça, ou presque !
      L’unicité ne se démontre pas par récurrence (pas évident en générral).
      En revanche, l’existence de \(n\in\N^*\) et de \((a_1,\ldots,a_n)\in\N^n\) vérifiant \(N = cdots\) se démontre par récurrence (simple/faible).

      Plus d’infos d’ici 1h … je mange !

      1. Re-Bonjour Clarisse.

        Je reviens sur votre question. Regardez aussi ce que j’ai répondu à Clément. Cela va vous aider.
        Donc, OUI, vous allez mettre dans un prédicat \(\pi\) certains éléments de l’énoncé pour démontrer, par récurrence simple, que votre proposition \(\pi(N)\) est vraie pour tout \(N\in\N^*\).

        Concrètement, pour tout \(N\in\N\), vous poserez \[\pi(N)=\Big(\text{Il existe } n\in\N^* \text{ et il existe des entiers … tel que }N= \cdots \text{ et }a_n\not=0 \Big)\]

        Mais on est bien d’accord, ceci ne démontre PAS l’unicité de \(n\) et de \((a_1\ldots, a_n)\) ! Il faut faire un autre raisonnement, et pas une récurrence pour démontrer l’unicité!
        Bon courage …

    1. Bonjour Matthieu. Pour moi, il n’y a qu’une seule question dans l’exercice 1 ! Non ??

      On sait que pour tout entier \(n\in\N^*,\) \(\sum_{k=1}^nk^3=\big(\frac{n(n+1)}{2}\big)^2=\Big(\sum_{k=1}^nk \Big)^2 \). Autrement dit, il existe une suite \(u=(u_n)_{n\in\N^*}\) de nombres réels strictement positifs vérifiant, pour tout entier \(n\) non nul :\[ \sum_{k=1}^n u_k^3=\Big(\sum_{k=1}^n u_k \Big)^2 \]
      Cette suite \(u\), comme on vient de l’expliquer, c’est la suite définie par \[\forall k\in\N,\ u_k=k\]

      La (seule et unique) question posée dans cet exercice, c’est celle qui consiste à se demander s’il existerait (oui ou non) une ***autre*** suite \((x_n)_{n\in\N^*}\) de nombres réels strictement positifs vérifiant la même relation, pour TOUT \(n\in\N^*\): \[ \sum_{k=1}^n x_k^3=\Big(\sum_{k=1}^n x_k \Big)^2 \]

      ……

      Et la réponse (donnée dans l’énoncé) est NON ! On doit montrer que si une suite \((x_n)_{n\in\N^*}\) de nombres réels strictement positifs vérifie la relation \[\sum_{k=1}^n x_k^3=\Big(\sum_{k=1}^n x_k \Big)^2 \] pour TOUT \(n\in\N^*\), alors FORCÉMENT, la suite \((x_n)_{n\in\N^*}\) EST la suite \(u=(u_n)_{n\in\N^*}\); autrement dit, pour TOUT \(k\in\N^*,\ x_k=k\) !

      Indication : faire une récurrence forte !
      Bon courage …

    1. Bonjour. Ce que vous avez écrit est juste, mais je ne vois pas comment vous pouvez vous en servir pour répondre à la question posée dans l’exercice …

      En fait, il s’agit d’un exercice sur les récurrences. Il n’y a pas tellement de calcul de somme. Posez une proposition : pour tout \(k\in\N^*\), on note : \[\pi(k)=\Big( x_k=k \Big)\]

      L’énoncé vous dit qu’on suppose que pour tout \(n\in\N^*,\ \sum_{k=1}^n x_k^3=\Big( \sum_{k=1}^n x_k \Big)^2\). Sachant cela pour TOUT \(n\in\N^*\), initialisez votre récurrence en montrant que \(\pi(1)\) est vraie c.-à-d. \(x_1=1\).
      Indication : vous devrez faire une récurrence FORTE. courage …

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