EX-51

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Donner, en justifiant la réponse, la limite des suites $(u_n)$ et $(v_n)$ définies pour tout entier naturel $n$ par : \[\begin{aligned} u_n &= 1 + \dfrac 1 3 + \left(\dfrac 1 3\right)^2 + \cdots + \left(\dfrac 1 3\right)^n\;;& \\ v_n &=1 + 6 + 6^2 + \cdots + 6^n.& \end{aligned}\]

Corrigé (un) Corrigé (vn)

Pour tout entier naturel $n$ on a: \[\begin{aligned} u_n &= 1 + \frac 13 + \cdots + \left(\frac 1 3\right)^n& \\ &=\frac{1 - \left(\frac 1 3\right)^{n+1}}{1- \frac 1 3}& \\ &=\frac{1 - \left(\frac 1 3\right)^{n+1}}{\frac 2 3}& \\ &=\frac 3 2 \left[1 -\left(\frac 1 3\right)^{n+1}\right]& \end{aligned}\] Puisque $-1 < \frac 1 3 < 1$, \[\lim_{n\to+\infty}\left(\frac 1 3\right)^{n+1} = 0\] donc \[\lim_{n\to+\infty} u_n=\frac 3 2.\]
Pour tout entier naturel $n$ : \[\begin{aligned} v_n &= \frac{ 1 - 6^{n+1}}{1-6}& \\ &= \frac{1 - 6^{n+1}}{-5}& \\ &= \frac{6^{n+1} - 1} 5.& \end{aligned}\] Or $6 > 1$, donc le terme $6^{n+1}$ tend vers $+\infty$, et par conséquent $(v_n)$ aussi.

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code : 597