Suite définie par une relation de récurrence - théorème du point fixe

Continuité - Mathématiques Spécialité

Exercice 1 : Limite d'une suite définie par une fonction continue

On considère la suite \( (u_n) \) définie par son premier terme \( u_0 = -4 \) et par la relation de récurrence suivante :

Pour tout entier naturel \( n \), \( u_{n+1} = f(u_n) \)
où \( f \) est la fonction définie sur \( \mathbb{R} \) par \( f(x) = 8 -0,2x \).

On admet que \( (u_n) \) converge et on note \( l \) sa limite. On admet que la fonction \( f \) est continue sur \( \mathbb{R} \).

À l'aide de la calculatrice, conjecturer la valeur de \( l \).
On donnera la réponse avec 3 chiffres significatifs.
Quelle équation doit-on résoudre pour déterminer \( l \) par le calcul ?
On donnera l'équation simplifiée, d'inconnue \( x \), sous la forme \( g(x) = 0 \) où \( g \) est une fonction à préciser.
En déduire la valeur exacte de \( l \).
On donnera la réponse sous forme d'une fraction simplifiée ou d'un entier, sans préciser de quoi il s'agit.

Exercice 2 : Limite d'une suite définie par une fonction continue

On considère la suite \( (u_n) \) définie par son premier terme \( u_0 = 0,25 \) et par la relation de récurrence suivante :

Pour tout entier naturel \( n \), \( u_{n+1} = f(u_n) \)
où \( f \) est la fonction définie sur \( \left]\dfrac{-1}{2}; \dfrac{1}{2}\right[ \) par \( f(x) = \dfrac{105}{484} + x^{2} \).

On admet que \( (u_n) \) converge et on note \( l \) sa limite. On admet que la fonction \( f \) est continue sur \( \left]\dfrac{-1}{2}; \dfrac{1}{2}\right[ \).

À l'aide de la calculatrice, conjecturer la valeur de \( l \).
On donnera la réponse avec 3 chiffres significatifs.
Quelle équation doit-on résoudre pour déterminer \( l \) par le calcul ?
On donnera l'équation simplifiée, d'inconnue \( x \), sous la forme \( g(x) = 0 \) où \( g \) est une fonction à préciser.
En déduire la valeur exacte de \( l \).
On donnera la réponse sous forme d'une fraction simplifiée ou d'un entier, sans préciser de quoi il s'agit.

Exercice 3 : Limite d'une suite définie par une fonction continue

On considère la suite \( (u_n) \) définie par son premier terme \( u_0 = 36 \) et par la relation de récurrence suivante :

Pour tout entier naturel \( n \), \( u_{n+1} = f(u_n) \)
où \( f \) est la fonction définie sur \( \mathbb{R} \setminus \left\{6\right\} \) par \( f(x) = -8 + \dfrac{576}{-6 + x} \).

On admet que \( (u_n) \) converge et on note \( l \) sa limite. On admet que la fonction \( f \) est continue sur \( \mathbb{R} \setminus \left\{6\right\} \).

À l'aide de la calculatrice, conjecturer la valeur de \( l \).
On donnera la réponse avec 3 chiffres significatifs.
Quelle équation doit-on résoudre pour déterminer \( l \) par le calcul ?
On donnera l'équation simplifiée, d'inconnue \( x \), sous la forme \( g(x) = 0 \) où \( g \) est une fonction à préciser.
En déduire la valeur exacte de \( l \).
On donnera la réponse sous forme d'une fraction simplifiée ou d'un entier, sans préciser de quoi il s'agit.

Exercice 4 : Limite d'une suite définie par une fonction continue

On considère la suite \( (u_n) \) définie par son premier terme \( u_0 = 23 \) et par la relation de récurrence suivante :

Pour tout entier naturel \( n \), \( u_{n+1} = f(u_n) \)
où \( f \) est la fonction définie sur \( \mathbb{R} \setminus \left\{7\right\} \) par \( f(x) = -9 + \dfrac{225}{-7 + x} \).

On admet que \( (u_n) \) converge et on note \( l \) sa limite. On admet que la fonction \( f \) est continue sur \( \mathbb{R} \setminus \left\{7\right\} \).

À l'aide de la calculatrice, conjecturer la valeur de \( l \).
On donnera la réponse avec 3 chiffres significatifs.
Quelle équation doit-on résoudre pour déterminer \( l \) par le calcul ?
On donnera l'équation simplifiée, d'inconnue \( x \), sous la forme \( g(x) = 0 \) où \( g \) est une fonction à préciser.
En déduire la valeur exacte de \( l \).
On donnera la réponse sous forme d'une fraction simplifiée ou d'un entier, sans préciser de quoi il s'agit.

Exercice 5 : Limite d'une suite définie par une fonction continue

On considère la suite \( (u_n) \) définie par son premier terme \( u_0 = 6 \) et par la relation de récurrence suivante :

Pour tout entier naturel \( n \), \( u_{n+1} = f(u_n) \)
où \( f \) est la fonction définie sur \( \mathbb{R} \setminus \left\{-9\right\} \) par \( f(x) = -27 + \dfrac{144}{9 + x} \).

On admet que \( (u_n) \) converge et on note \( l \) sa limite. On admet que la fonction \( f \) est continue sur \( \mathbb{R} \setminus \left\{-9\right\} \).

À l'aide de la calculatrice, conjecturer la valeur de \( l \).
On donnera la réponse avec 3 chiffres significatifs.
Quelle équation doit-on résoudre pour déterminer \( l \) par le calcul ?
On donnera l'équation simplifiée, d'inconnue \( x \), sous la forme \( g(x) = 0 \) où \( g \) est une fonction à préciser.
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