Le tableau de variations d'une fonction est le suivant :
Soit la suite définie par et .
Aides de résolution :
(a, b). Faire une démonstration par récurrence et utiliser le sens de variations de la fonction sur .
On rappelle le théorème suivant :
Si est croissante sur contenant et alors .
(a). Pour tout de , on a .
Notons la proposition : « ».
Initialisation : et donc est vraie.
Hérédité : supposons que soit vraie pour un entier : alors . Comme est croissante sur , on a .
Soit et donc . Alors est vraie.
Conclusion : pour tout de , .
(b). Pour tout de , on a
Initialisation : et donc et est vraie.
Hérédité : supposons que soit vraie pour un entier : alors . Comme est croissante sur , on a : soit , et donc est vraie.
Conclusion : pour tout de , . La suite est donc croissante.
(c). Pour , la suite est encore croissante.
Si alors , soit . Donc la suite n'est pas croissante. On montre, comme à la question précédente, que est décroissante.
(d). Si est la courbe de sur alors le graphique suivant peut représenter la suite étudiée :
Le graphique donné peut représenter la suite . Il apparaît que est croissante si et décroissante si . D'autre part, elle semble converger vers l'abscisse du point d'intersection de la courbe de et de la droite d'équation .