Suite périodique

Bonjour,
Voici un exercice que je n'arrive pas à faire:

Soit la suite (Un) défini par Uo=3 puis si n est pair Un+1 = 1-Un et si n est impair Un+1=(1/(1-Un)).


*Démontrer que cette suite est périodique.
**Exprimer U21, U31,U40, U63


Une aide me serait la bienvenue svp, je voudrais juste une indication pour commencer.
Merci d'avance.

Réponses

  • Etudie les suites $u_{2n}$ et $u_{2n+1}$ , on montre facilement qu'elles sont périodiques.

    Domi
  • Etudier la suite:
    U2n pour une fonction paire ?
    et U2n+1 (Ou U2n-1) pour une fonction impaire ?
  • Pour n pair , exprime $u_n$ en fontion de $u_{n-1}$ puis de $u_n-2}$ , etc ... Tu finiras par voir apparaître quelque chose . Ensuite , tu fais de même avec n impair .

    Domi
  • Alors, moi j'ai commencé par faire:

    *Si n est pair on a:
    n=2p (p est un nombre entier)

    Donc on a:
    U2p+1= 1-U2p

    *Si n est impair on a:
    n=2p-1

    Donc on a:

    U2p=1/(1-U2p-1)

    Alors ensuite j'ai commencé à étudier la suite si n est pair:

    U2p+1=1-U2p
    U2p+2=U2p-2

    Mais je reste coincé là, après j'arrive pas à étudier la suite si n est impair...
  • Tu t'arrêtes trop tôt :

    *Si n est pair on a:
    n=2p (p est un nombre entier)

    Donc on a:
    U2p+1= 1-U2p = 1 - 1/(1-U2p-1) = ...


    de même pour le cas impair .

    En fait il est inutile d'alourdir les notations avec 2p et 2p+1 , reste avec n et continue les points de suspension ci-dessus jusqu'à obtenir ce que tu veux .

    Domi
  • Bonjour lili,

    Une bonne chose est de calculer les premiers termes de la suite, toujours !

    U0=3
    U1=-2
    U2=1/3
    U3=2/3
    U4=3 = U0

    A partie de là on est convaincu et c'est un début de piste. Reste à démonter.

    Soit par récurrence (celle qui nous a convaincu)
    Soit trouver algébriquement pourquoi U4k+4=U4k, ...

    Marc
  • Pour le cas n pair :

    $u_n = \frac{1}{1-u_{n-1}}$
    $u_n = \frac{1}{u_{n-2}}$
    $u_n = 1 - u_{n-3}$
    $u_n = u_{n-4}$

    tu devrais pouvoir de débrouiller de même avec n impair .

    Domi
  • J'ai trouvé U2p+1=U2p-1
    or U2p+2=U2p-2
    U2p+3=U2p-1

    Donc elle est périodique de 3 ?
  • Regarde les premières valeurs de la suite que Marc t'a donné et tu as la réponse à ta question .

    Domi
  • Bonjour

    $\displaystyle{\left\{ \begin{array}{l}{\textrm{n pair : }}U_{2k + 1} = 1 - U_{2k} \\ {\textrm{n impair : }}U_{2k + 2} = \frac{1}{{1 - U_{2k + 1} }} \\ \end{array} \right. \Rightarrow U_{2k + 2} = \frac{1}{{1 - \left( {1 - U_{2k} } \right)}}}$

    $\displaystyle{\Rightarrow U_{2k + 2} = U_{2k} ^{ - 1} \Rightarrow U_{2k} = 3^{\cos \left( {k\pi } \right)} \Rightarrow U_{2k + 1} = 1 - 3^{\cos \left( {k\pi } \right)} .}$

    $\displaystyle{{\textrm{Finalement on a : }}U_n = \frac{{1 - \cos \left( {n\pi } \right)}}{2} + \cos \left( {n\pi } \right)3^{\cos \left( {E\left( {\frac{n}{2}} \right)\pi } \right)} }$

    Cordialement Yalcin

    Cordialement Yalcin
  • Merci pour vos réponses mais je commence à plus rien comprendre là, avec les différentes méthodes...

    Enfin, merci tout de même
  • Un bon conseil , oublie le message de Yalcin qui adore manipuler les égalités et montre comme j'ai commencé à te l'expliquer que $u_{n+4} = u_n$ en considérant les cas n pair et n impair ( ce n'est pas très difficile ) .

    Si $n$ est pair :

    $u_{n+4} = \frac{1}{1-u_{n+3}} = ...$

    Si $n$ est impair :

    $u_{n+4} = ...$

    Il faut simplement faire attention à ne pas se mélanger avec les indices .

    Domi
  • Voici la représentation graphique de la formule trouvée pour U_n ci dessus :<BR><BR><BR>
  • Ok je vais essayer de prendre votre méthode:

    Pour n=pair
    Un+4= U(n+1)+3=1/(1-Un+3) = 1/(1-U(n+1)+2) mais après je bloque...

    Pour n=impair:

    Par contre pour n=impair j'ai du mal à commencer, parce que je retombe sur la même formule que n=pair...
  • Yalcin ,

    tu as une suite qui prend successivement les valeurs :

    3 ; -2 ; $\frac{1}{3}$ et $\frac{2}{3}$ .

    On peut bien sûr lui donner une forme explicite en fonction de $n$ , mais bon ...

    D'autant que lili m'a l'air un peu perdue .

    Domi
  • Oui je le suis !
    J'essai votre méthode (Domi) mais je bloque, j'arrive pas à avancer.
  • Si les calculs te semblent trop compliqués , tu peux peut-être utiliser les premiers termes de la suite ( comme le faisait remarquer Marc ) . Tu sais que $u_4 = u_0$ alors $u_5 = \frac{1}{1-u_4} = \frac{1}{1-u_0} = u_1$ . Même chose pour $u_6$ , $u_7$ ... Il reste à mettre tout celà au propre , c'est ce que l'on appelle une démonstration par récurrence .

    Domi
  • Oui, mais par récurrence çà me gène un peu, je préfère les calculs, par contre je viens de trouver pour n= pair j'ai réussi à prouver, il me manque pour n=impair, je continue à chercher.
  • Voici ce que j'ai fais pour n=pair:

    Un+4= Un+1+1+1+1
    =1-Un+1+1+1
    =1-(1-Un+1+1)
    =1-(1-(1-Un+1))
    =1-(1-(1-(1-Un)))
    =1-(1-(1-1+Un))
    =1-(1-Un)
    =1-1+Un
    =Un

    alors la fonction est périodique de période 4.

    Pour n= impair:

    Un+4=Un+1+1+1+1
    (1/(1-Un+1+1+1)
    Mais après je continue le calcul mais je ne retombe pas sur Un...
  • IL n'y a personne pour m'aider svp ?
  • Il me semble que tu n'as pas bien compris la définition de la suite $(u_n)$ .

    Je reprends mon calcul pour le cas où $n$ est pair :

    $u_{n+4} = \frac{1}{1-u_{n+3}$ car $n+3$ est impair .

    Mais $u_{n+3} = 1-u_{n+2}$ car $n+2$ est pair .

    On remplace dans la première égalité et on obtient :

    $u_{n+4} = \frac{1}{u_{n+2}$ .

    Or $u_{n+2} = \frac{1}{1-u_{n+1}$ car $n+1$ est impair .

    On remplace à nouveau dans l'égalité précédente :

    $u_{n+4} = 1-u_{n+1}$ .

    $u_{n+1} = 1 - u_n$ car $n$ est pair .

    Et en remplaçant une dernière fois :

    $u_{n+4} = u_n$ et c'est fini .

    Il te reste à faire le même travail avec $n$ impair .

    Domi
  • Ta solution pour n pair n'est pas bonne.

    Tu fais comme si $U_{N+1}=1-U_N$ pour tout $N$, alors que c'est vrai seulement si $N$ est pair.
    Si $n$ est pair, alors $n+1+1+1$ est {\it impair}, par contre $n+1+1$ est bien pair.

    PS : je vois que domi a répondu bien mieux que moi pendant que j'écrivais ce message : jette un coup d'oeil à son code latex.
  • Il me semble que tu n'as pas bien compris la définition de la suite $(u_n)$ .

    Je reprends mon calcul pour le cas où $n$ est pair :

    $u_{n+4} = \frac{1}{1-u_{n+3}}$ car $n+3$ est impair .

    Mais $u_{n+3} = 1-u_{n+2}$ car $n+2$ est pair .

    On remplace dans la première égalité et on obtient :

    $u_{n+4} = \frac{1}{u_{n+2}}$ .

    Or $u_{n+2} = \frac{1}{1-u_{n+1}}$ car $n+1$ est impair .

    On remplace à nouveau dans l'égalité précédente :

    $u_{n+4} = 1-u_{n+1}$ .

    $u_{n+1} = 1 - u_n$ car $n$ est pair .

    Et en remplaçant une dernière fois :

    $u_{n+4} = u_n$ et c'est fini .

    Il te reste à faire le même travail avec n impair .

    Domi
  • Donc si j'ai bien compris pour n est impair je commencerai ac l'autre formule ?
    Un+4=1-Un+3 ?
  • C'est celà même .

    Domi
  • Merci beaucoup, j'ai enfin réussi à résoudre cet exercice et j'ai compris !!

    Par contre j'ai une question où on me demande de calculer U21...
    Moi j'ai utilisé le système des divisions euclidinnes:

    U21=4*5 +1=U1=-2

    Je sais que çà marche, mais pour la rédaction, je fais comment ?
    Je dis que j'utilise ce système car 4 est la période de la suite alors on a:
    Up=(4*k)+n
    U21=(4*5)+1=U1=-2
  • Oui ou plus exactement $u_{4k+n} = u_{n}$ donc :

    $u_{21} = u_{4.5 + 1} = u_{1} = -2$ .

    Domi
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