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BAC Spé Maths 2022 — Amérique du Sud J1

Amérique du Sud 26 septembre 2022
Fonction logarithme népérien Suites numériques

Cet exercice est issu des annales officielles du Baccalauréat Spécialité Mathématiques (Terminale générale), session Amérique du Sud J1 2022. Il porte sur les thèmes Fonction logarithme népérien et Suites numériques. L'énoncé est accompagné d'indices progressifs pour guider la réflexion sans donner la réponse, et d'un corrigé détaillé.

EXERCICE 2 SUITES

Soit $(u_n)$ la suite définie par $u_0 = 4$ et, pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1} = \frac{1}{5}u_n^2$.

Question Q1a

Calculer $u_1$ et $u_2$.

Question Q1b

Recopier et compléter la fonction ci-dessous écrite en langage Python. Cette fonction est nommée $\texttt{suite\_u}$ et prend pour paramètre l'entier naturel $p$. Elle renvoie la valeur du terme de rang $p$ de la suite $(u_n)$.

PYTHON
def suite_u(p) :
    u= ...
    for i in range(1,...) :
        u =...
    return u
Question Q2a

Démontrer par récurrence que pour tout entier naturel $n$, $0 < u_n \leqslant 4$.

Question Q2b

Démontrer que la suite $(u_n)$ est décroissante.

Question Q2c

En déduire que la suite $(u_n)$ est convergente.

Question Q3a

Justifier que la limite $\ell$ de la suite $(u_n)$ vérifie l'égalité $\ell = \frac{1}{5}\ell^2$.

Question Q3b

En déduire la valeur de $\ell$.

Pour tout entier naturel $n$, on pose $v_n = \ln(u_n)$ et $w_n = v_n - \ln(5)$.

Question Q4a

Montrer que, pour tout entier naturel $n$, $v_{n+1} = 2v_n - \ln(5)$.

Question Q4b

Montrer que la suite $(w_n)$ est géométrique de raison $2$.

Question Q4c

Pour tout entier naturel $n$, donner l'expression de $w_n$ en fonction de $n$ et montrer que
$$v_n = \ln\!\left(\frac{4}{5}\right) \times 2^n + \ln(5).$$

Question Q5

Calculer $$\lim_{n \to +\infty} v_n$$ et retrouver $$\lim_{n \to +\infty} u_n.$$

Énoncé : Ministère de l'Éducation nationale — Baccalauréat Spécialité Mathématiques, Amérique du Sud J1 2022. Diffusé sous Licence Ouverte 2.0 (Etalab). Indices et correction : © Objectif Maths Tours.
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