Voici la résolution de l'exercice.
1- Calculer U1 et U2.
La suite (Un) est définie par U0=4 et Un+1=43Un−1.
Step 1: Calculer U1.
On utilise la formule pour n=0:
U1=43U0−1
On substitue U0=4:
U1=43(4)−1
U1=3−1
U1=2
Step 2: Calculer U2.
On utilise la formule pour n=1:
U2=43U1−1
On substitue U1=2:
U2=43(2)−1
U2=23−1
U2=23−22
U2=21
Les valeurs sont U1=2etU2=21.
2- La suite géométrique (Vn) à termes positifs, de premier terme V0, de raison q=43 et telle que V3=827.
a) Justifier que V0=8.
La formule générale d'une suite géométrique est Vn=V0⋅qn.
Step 1: Écrire V3 en fonction de V0 et q.
V3=V0⋅q3
On substitue les valeurs données V3=827 et q=43:
827=V0⋅(43)3
Step 2: Calculer (43)3 et résoudre pour V0.
827=V0⋅4333
827=V0⋅6427
Pour trouver V0, on divise 827 par 6427:
V0=827÷6427
V0=827×2764
V0=864
V0=8
On a justifié que V0=8.
b) Exprimer Vn en fonction de n.
La formule générale d'une suite géométrique est Vn=V0⋅qn.
Step 1: Substituer V0=8 et q=43 dans la formule.
Vn=8⋅(43)n
L'expression de Vn est Vn=8⋅(43)n.
c) Déterminer limn→+∞(Vn+3).
Step 1: Déterminer la limite de Vn quand n→+∞.
Puisque la raison q=43 est comprise entre −1 et 1 (c'est-à-dire ∣q∣<1), la limite de qn quand n→+∞ est 0.
limn→+∞Vn=limn→+∞8⋅(43)n=8⋅0=0
Step 2: Calculer la limite de (Vn+3).
limn→+∞(Vn+3)=limn→+∞Vn+limn→+∞3
limn→+∞(Vn+3)=0+3
limn→+∞(Vn+3)=3
La limite est 3.
3- Soit (Wn)n∈N une suite arithmétique de terme général Wn=ln(8×(43)n) et de premier terme W0=ln8. Déterminer, en fonction de ln2 et de ln3, la somme S=W0+W1+⋯+W5.
Step 1: Simplifier l'expression de Wn et trouver la raison d de la suite arithmétique.
On utilise les propriétés des logarithmes: ln(ab)=lna+lnb et ln(ab)=blna.
Wn=ln(8×(43)n)
Wn=ln8+ln((43)n)
Wn=ln8+nln(43)
Wn=ln8+n(ln3−ln4)
Wn=ln8+n(ln3−ln(22))
Wn=ln8+n(ln3−2ln2)
On sait que W0=ln8. En utilisant Wn=W0+nd, la raison d est (ln3−2ln2).
On exprime W0 en fonction de ln2:
W0=ln8=ln(23)=3ln2
Step 2: Calculer W5 en fonction de ln2 et ln3.
W5=W0+5d
W5=3ln2+5(ln3−2ln2)
W5=3ln2+5ln3−10ln2
W5=5ln3−7ln2
Step 3: Calculer la somme S=W0+W1+⋯+W5.
Il y a 5−0+1=6 termes dans la somme. La formule de la somme d'une suite arithmétique est SN=2N(W0+WN−1).
Ici, N=6, donc S=26(W0+W5).
S=3(W0+W5)
S=3(3ln2+(5ln3−7ln2))
S=3(5ln3−4ln2)
S=15ln3−12ln2
La somme est S=15ln3−12ln2.
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