Exercice 3 · Bac Mathématiques Métropole 2 remplacement 2023

Thème : Suites : récurrence, convergence et limites · Tiré du sujet Métropole France 2 remplacement (2023)

Énoncé

Exercice 3 (5 points)

On considère la suite (un)(u_n) définie par:

{u1=1epour tout entier n≥1,un+1=1e(1+1n)un\begin{cases} u_1 = \dfrac{1}{\mathrm{e}} \\[2mm] \text{pour tout entier } n \ge 1,\quad u_{n+1} = \dfrac{1}{\mathrm{e}}\left(1 + \dfrac{1}{n}\right)u_n \end{cases}

1.

Calculer les valeurs exactes de u2u_2 et u3u_3. On détaillera les calculs.

2.

On considère une fonction écrite en langage Python qui, pour un entier naturel nn donné, affiche le terme unu_n. Compléter les lignes L2L_2 et L4L_4 de ce programme.

L1L_1

def suite(n):

L2L_2

L3L_3

for i in range (1, n):

L4L_4

u =

L5L_5

return u

3.

On admet que tous les termes de la suite (un)(u_n) sont strictement positifs.

a.

Montrer que pour tout entier naturel nn non nul, on a: 1+1n≤e1 + \dfrac{1}{n} \le \mathrm{e}.

b.

En déduire que la suite (un)(u_n) est décroissante.

c.

La suite (un)(u_n) est-elle convergente ? Justifier votre réponse.

4.

a.

Montrer par récurrence que pour tout entier naturel non nul, on a: un=nenu_n = \dfrac{n}{\mathrm{e}^n}.

b.

En déduire, si elle existe, la limite de la suite (un)(u_n).

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Corrigé

Corrigé proposé par AprenAI (non officiel)

1. On détaillera les calculs.

Réponse : u2=1e(1+11)u1=2e×1e=2e2u_2 = \dfrac{1}{\mathrm{e}}\left(1 + \dfrac{1}{1}\right)u_1 = \dfrac{2}{\mathrm{e}} \times \dfrac{1}{\mathrm{e}} = \dfrac{2}{\mathrm{e}^2} et u3=1e(1+12)u2=32e×2e2=3e3u_3 = \dfrac{1}{\mathrm{e}}\left(1 + \dfrac{1}{2}\right)u_2 = \dfrac{3}{2\mathrm{e}} \times \dfrac{2}{\mathrm{e}^2} = \dfrac{3}{\mathrm{e}^3}.

1. Calculer la valeur exacte de u2u_2.

Réponse : 2e2\dfrac{2}{\mathrm{e}^2}

1. Calculer la valeur exacte de u3u_3.

Réponse : 3e3\dfrac{3}{\mathrm{e}^3}

2. Compléter la ligne L2L_2 du programme Python.

Réponse : ```python u = 1/exp(1) ``` ```python u = exp(-1) ```

2. Compléter la ligne L4L_4 du programme Python (u=...u = ...).

Réponse : ```python 1/exp(1) * (1 + 1/i) * u ``` ```python (1 + 1/i) * u / exp(1) ``` ```python exp(-1) * (1 + 1/i) * u ```

3. a. Montrer que pour tout entier naturel nn non nul, on a : 1+1n≤e1 + \dfrac{1}{n} \le \mathrm{e}.

Réponse : Pour tout n≥1n \ge 1, 1n≤1\dfrac{1}{n} \le 1, donc 1+1n≤21 + \dfrac{1}{n} \le 2. Comme 2<e≈2,7182 < \mathrm{e} \approx 2{,}718, on a bien 1+1n≤e1 + \dfrac{1}{n} \le \mathrm{e}.

Les réponses des 5 questions restantes et l’explication pas à pas sont réservées aux membres Premium. Premium

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