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logarithme népérien

Posté par
bonjourbonsoir
09-01-16 à 14:46

Bonjour, j'ai l'exercice suivant à faire sur les logarithmes népériens mais je bloque un peu à partir de la question 3 pouvez vous m'aider svp ??

On considère la fonction f définie sur l'intervalle [0;+inf] par f(x)= ln(x+1)+(1/2)x²

1) Etudier le sens de variation de la fonction f
Là pas de soucis, je dérive --> tableau de signes --> tableau de variation

2) Déterminer une équation de la tangente (T) à la courbe (C) au point d'abscisse 0
Là je trouve y=x mais je ne suis pas sûre pouvez vous vérifier svp ??

Dans la suite de l'exo, on admet que,]0;+inf[, la courbe (C) est située au dessus de (T)

On considère la suite Un définie sur N par : U0= 1 et pour tout entier naturel n, U(n+1)=f(Un)
3) Construire sur l'axe des abscisses les 5 premiers termes de la suite (Un) en laissant apparents les traits de construction.
Là je ne vois pas ce que je dois faire...

4) A partir de ce graphique, que peut-on conjecturer concernant le sens de variation de la suite (Un) et son comportement quand n tends vers +inf
N'ayant pas le graphique je ne peut rien conjecturer :/

5) a. Montrer à l'aide d'un raisonnement par récurrence que Un > 1
b. Montrer que (Un) est croissante
c. Montrer que (Un) n'est pas majorée
d. En déduire la limite de (Un)

D'avance merci

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 09-01-16 à 14:53

Bonjour,

Il te faut tracer la droite y=x

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 09-01-16 à 14:54

Si Glapion passe par là il va te faire cela "rubis sur ongle"

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 09-01-16 à 14:56

Pour ta deuxième question, c'est bien cela puisque f'(0)=1 et la droite passe bien par l'origine puisque f(0)=0

Posté par
Labo
re : logarithme népérien 09-01-16 à 15:17

Bonjour,
Avec un logiciel gratuit ( geogebra ou sine qua non ) bonjourbonsoir pourrait vérifier  par lui même ,   même avec sa calculatrice ...

  la droite y=x est bien tangente à la courbe en (0;0)

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 09-01-16 à 15:21

merci pour mon equation de la tangente. Pour la question 3 je trace (T) et (C) et après je vois comment trouver les 5 premiers termes j'ai compris en regardant sur des sites de maths et par contre pour tracer (C) je prends des valeurs approchées ??

Posté par
carpediem
re : logarithme népérien 09-01-16 à 15:22



...

Posté par
Glapion Moderateur
re : logarithme népérien 09-01-16 à 15:28

logarithme népérien
tu as la méthode expliquée là si tu veux
tu dessines la courbe (ici y= x²/2 + ln(1+x)) et la droite y=x qui sert à rabattre les points de l'axe des y sur l'axe des x pour pouvoir continuer la récurrence. Les segments semblent rebondir un coup sur la courbe et un coup sur la droite; A chaque verticale bleue, il y a un terme de la suite.

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 12:07

merci, j'ai compris le principe,  et du coup pour tracer f(x) vu qu'il y a la fonction ln je peux prendre des valeurs approchées ou je dois mettre des ln sur l'axe des ordonnées ??

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 13:02

Heu .... c'est quoi le sens de ta question ?

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 13:43

je me suis emmêlé les pinceaux, j'ai réussi à tracer la courbe c'est bon ^^
et du coup grâce au graphique on peut dire que Un tend vers +inf quand n tend vers +inf c'est ça ?

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 13:51

Je t'avais dit que Glapion te ferait ça bien.

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:13

oui c'est vrai ^^ et j'obtiens la même chose donc ça me rassure ^^

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:13

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:18

par contre pour la question 5)a. j'ai répondu grâce à l'étude de fonction donc je pense avoir bon mais pour la question 5)b. je sais qu'il faut faire U(n+1)-U(n) mais je ne trouve pas de simplification pouvez vous m'aiguiller svp ?

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:25

Comment fais-tu pour la 5a ?

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:30

je prends le tableau de variations trouvé à la question 1) (car U(n+1)=f(Un)) je cherche f(1) je trouve =1.19 donc f(Un) > 1.19 pour Un>1 (avec un raisonnement par récurrence qui me permet de dire ça juste avant )

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:36

Mouai .... Je ne vois pas trop.

Citation :
qui me permet de dire ça juste avant
"ça" quoi au juste ?

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:42

bah normalement mon raisonnement est bon je me suis appuyé sur des exemples du cours après je peux le rédiger entièrement mais ce n'est pas trop utile je pense avoir bon, c'est le raisonnement par récurrence qui me permet de dire f(Un) > 1.19 pour Un>1 donc Un+1 >1 .
En faite c'est la 5)b. qui me bloque vraiment

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:44

Je pense que tu n'aurais pas de difficulté majeure à faire la 5b si la récurrence juste avant était maîtrisée justement ... (c'est un avis)

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:46

5b. Montrer que (Un) est croissante

Commençons par le début.

Comment montres-tu qu'une suite est croissante ?

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:47

Bah je ne comprends pas ou intervient la récurrence quand on fait U(n+1)-Un ce qui revient à étudier le signe de  ln(U(n)+1)+ (1/2)*(Un)² -Un

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:49

Tu ne réponds pas à a question.

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:49

Tu ne réponds pas à ma question.

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:51

je ne l'avais pas vue au moment où j'ai publié mon message dsl ^^
pour montrer qu'une suite est croissante il faut montrer que U(n+1)-Un > 0

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:55

Oui, soit encore que U_{n+1}>U_n

A présent, écris cette inéquation en mettant U_{n+1} en fonction de U_n

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 14:56

Ln(Un+1)+(1/2)*(Un)² > Un

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:06

Donc puisque tu as prouvé que U_n>1

Que peux-tu dire de U_n^2

de \dfrac{1}{2}U_n^2

de \dfrac{1}{2}U_n^2-U_n

de ln(U_n+1)

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:10

En d'autres termes :

\underbrace{ln(U_n+1)}_{\underbrace{>ln2}_{>\dfrac{1}{2}}}+\underbrace{\underbrace{\dfrac{1}{2}U_n^2}_{>\dfrac{1}{2}U_n}-U_n}_{>0}

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:13

(Un)² > 1
1/2 (Un)²> 0.5
1/2 (Un)²-Un < 0.5 donc <0
ln(Un+1) > 0
je n'abouti à rien étant donné que 1/2 (Un)²-Un < 0 et ln(Un+1) > 0

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:14

Pardon, je me suis emmêlé les pinceaux, je reprends.

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:15

Pourquoi ? 1/2 (Un)²-Un >0  c'est faux pour  Un=1 ça fait -0.5

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:20

Je t'ai écris ci-dessus que je reprenais la frappe LATEX  :

\underbrace{ln(U_n+1)}_{\underbrace{>ln2}_{>\dfrac{1}{2}}}+\underbrace{\underbrace{\dfrac{1}{2}U_n^2}_{>\dfrac{1}{2}}-U_n}_{>-\dfrac{1}{2}}

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:28

et voilà du coup je suis bloquée à ce niveau là depuis tout à l'heure

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:28

Ben non, tu vois bien que c'est >0

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:32

je ne comprends pas pourquoi ? la c'est supérieur ou égale à 0 du coup  ?
a près à partir d'un certain rang 1/2 (Un)²-Un devient positif donc là ok

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:34

ah bah non en faite je ne comprends pas pourquoi j'ai essayé pour Un=2 et ça ne m'aide pas

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:54

On va mettre les choses autrement.

Etudie le signe du \Delta de cela :

\dfrac{1}{2}U_n^2-U_n+\underbrace{ln(U_n+1)}_{>ln2}=0

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:57

mais à la base c'est doit être une constante donc je peut pas faire avec le discriminant

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:57

\Delta=1-4\times \dfrac{1}{2}\times \underbrace{ln(U_n+1)}_{>ln2}=1-2ln(U_n+1)<0

Donc on a toujours :

\dfrac{1}{2}U_n^2-U_n+ln(U_n+1)>0\Longrightarrow U_{n+1}-U_n>0

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 15:58

"c doit être"

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 16:00

le discriminant négatif ok mais en quoi il induit que l'expression est positive ?
ça m'énerve je bloque sur une question basique mais je n'arrive pas à démontrer un truc compréhensible proprement

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 16:04

Parce que si le discriminant de ax^2+bx+c est négatif, il n'y a pas de racine, et l'expression sera du signe de a.

Et ici, a=\dfrac{1}{2}>0

Donc l'expresssion est toujours positive.

\Delta=1-2ln(U_n+1)\\\\U_n>1\\\\U_n+1>2\\\\ln(U_n+1)>ln2\\\\-2ln(U_n+1)<-2ln2\\\\1-2ln(U_n+1)<1-2ln2<0\\\\\Delta<0

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 16:09

cela suffit comme justification ?
je comprends beaucoup mieux comme ça ! merci

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 16:13

La preuve en image.

Pas de racines (réelles) au polynôme (il n'y a donc aucune intersection avec l'axe des abscisses), le coefficient du x2 est positif, la courbe possède donc un extremum qui est un minimum (un "sommet tout en bas" si tu préfères), donc toute la courbe est au-dessus de l'axe des x. Pense à l'étude des paraboles avec la formes canonique pour t'en convaincre.

logarithme népérien

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 18:48

oui j'ai compris comme ça je trouve ça beaucoup plus clair ^^
dans ma rédaction je vais le démontrer avec delta et puis je ferrai un schéma je pense que ma justification suffira comme ça

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 18:49

Avec le delta négatif, puis en se référant au signe de a, la preuve est assurée.

Posté par
bonjourbonsoir
re : logarithme népérien 10-01-16 à 19:17

merci pour votre patience
Je sais que j'ai été embêtant mais je veux être rigoureux et en plus pour moi c'est impensable de copier quelque chose sans comprendre !

Posté par
Jedoniezh
re : logarithme népérien 10-01-16 à 19:27

Non, pas embêtant du tout.
Pour le reste, c'est tout à ton honneur.

Posté par
Im07
re : logarithme népérien 10-01-16 à 20:10

bonjourbonsoir pour la question ou il faut demontrer que Un est croissante il suffit de dire que pour tout x appartenant à l'intervalle  [0,+inf] f (x)>x c ecrit dans l'énoncé "on admet que la courbe est au dessus de la droiteT:y=x" alors il ne reste plus que de mettre Un au lieu de x et tu auras f (Un)>Un.
J'espère que tu aies compris
Et en fait
Jedoniezh je pense que ton discriminant est faux puisque ln (Un+1) est variable alors que ça devrait être une constante si tu veux appliquer le discriminant.

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