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Exercice 1 — suite homographique
Fonction rationnelle, récurrence, convergence, Python et conjecture.
Voir le sujet officiel completCorrection proposée par SprintMaths à partir du sujet officiel.
Parties A et B · questions 1 à 3
Étudier f(x)=(x−2)/(2x−3) et la convergence de uₙ.
- Notion à reconnaître
- Fonction croissante et suite monotone — f′=1/(2x−3)²>0 sur ]−∞;3/2[
- Raisonnement
- La fonction croît de 1/2 vers +∞ et envoie [0;1] dans [2/3;1]. Une récurrence combinant croissance de f et comparaison f(x)≥x sur [0;1] donne 0≤uₙ≤uₙ₊₁≤1.
Calculs utiles
f(0)=2/3 ; f(1)=1
suite croissante et majorée : convergence
ℓ=(ℓ−2)/(2ℓ−3) ⇔ 2(ℓ−1)²=0
Rédaction possible et résultat
L’unique point fixe dans [0;1] est 1.
La suite converge vers 1.
Erreur fréquente
Conserver une prétendue seconde racine du point fixe alors que l’équation est un carré parfait.
Partie B · questions 4 et 5
Interpréter seuil(0.0001) puis prouver la formule de uₙ.
- Notion à reconnaître
- Seuil et récurrence explicite — les premiers termes 0, 2/3, 4/5, 6/7 suggèrent 2n/(2n+1)
- Raisonnement
- L’hérédité consiste à injecter 2n/(2n+1) dans la fraction. L’écart à 1 vaut alors 1/(2n+1).
Calculs utiles
u₀=0 ; u₁=2/3 ; u₂=4/5 ; u₃=6/7
si uₙ=2n/(2n+1), alors uₙ₊₁=2(n+1)/(2(n+1)+1)
1−uₙ=1/(2n+1)
seuil(0.0001)=5000 signifie u₅₀₀₀≥0,9999 pour la première fois
Rédaction possible et résultat
Au rang 5000, l’écart à la limite 1 devient inférieur ou égal à 10^(−4).
uₙ=2n/(2n+1).
Erreur fréquente
Interpréter 5000 comme une valeur de la suite plutôt que comme un rang.