Dimension d’un espace vectoriel

Bonjour,
J’ai lu dans un énoncé que la dimension de l’espace vectoriel des suites (un) vérifiant :
U(n+1)=n(u(n)+u(n-1)) pour n>=1 est égale à 4 , quelqu’un d’´autre m’a proposé 2 comme réponse. Sincèrement je ne vois pas pourquoi 4 ou 2, je n’arrive pas à détecter une base de cet espace. Pourriez-vous m’éclairer à ce sujet.
Merci d’avance.

Réponses

  • Bonjour,

    Combien de "degrés de liberté" as-tu pour complètement déterminer une telle suite ?
  • Pardon, mais je n’ai pas compris votre question,.il n’y a pas à ma connaissance possibilité de déterminer le terme général de telles suites sauf dans le cas où u1=0 et u1=1
  • Pour calculer la dimension, pas besoin de déterminer une base. La question que je pose est : qu'est-ce qu'il faut et qu'il suffit de connaître pour définir une telle suite ?
  • Évidemment les deux premiers termes .
  • Donc la réponse à ta question est évidemment...
  • Je sens que ce sera 2 mais je ne vois toujours pas ça de façon claire
  • Oui, la dimension est $2$. Reste à le prouver "proprement". Pour cela, tu mets en forme l'idée que tes suites sont définies par leur deux premiers termes. Cela peut passer par l'introduction de l'application $\left(u_n\right)\mapsto \left(u_0,u_1\right)$.
  • Les « degrés de liberté », ce sont les « choses » qui permettent de connaître toute la suite. Il en faut 2, donc.

    Puis, en cas d’espaces vectoriels - sur le corps à définir (souvent $\mathbb R$ ou $\mathbb C$) - il y a des choses à vérifier, donc… on parle ensuite de bases, puis de dimension.

    Édit : dans ce sens, Magnéthorax, oui mais n’est-ce pas l’autre sens que l’on vient de « voir » ?
    Je sens qu’il y a un truc plus fin que je ne vois pas.
  • Merci beaucoup pour votre réponse .
  • Il faut quand même démontrer que tu as bien un sous-espace vectoriel.
    Algebraic symbols are used when you do not know what you are talking about.
            -- Schnoebelen, Philippe
  • sara a écrit:
    Je sens que ce sera 2 mais je ne vois toujours pas ça de façon claire

    Après avoir fait ce que te signale NP, prends 3 suites, et vérifie qu'elles forment une famille liée.

    Te disant ça, je ne t'aide pas, mais te fais juste remarquer les définitions et théorèmes admis que tu as "censément" en ta possession s'il s'agit d'une routine.
    Aide les autres comme toi-même car ils sont toi, ils sont vraiment toi
  • L'idée de Magnéthorax des « degrés de liberté » fournit la bonne heuristique. Chaque suite $u=(u_n)_{n \in \mathbb N}$ de l'espace est déterminée par le couple $(u_0,u_1)$ : deux degrés de liberté.
    Pour avoir une base de l'espace, tu les mets tous à $0$ sauf un que tu mets à $1$.
    Ça marche dans plusieurs situations.
    Ici, « tous » c'est juste deux; et tu prendras donc les deux suites de ton espace : $a=(a_n)_{n \in \mathbb N}$ et $b=(b_n)_{n \in \mathbb N}$, définies par $a_0=1$, $a_1=0$, $b_0=0$, $b_1=1$, et tu pourras voir que $(a,b)$ est une base de cet espace.
    Ces deux suites sont même répertoriées : https://oeis.org/A001053, https://oeis.org/A001040.
    Bon courage.
    Fr. Ch.
  • La relation de récurrence est $u_{n+2}=(n+1)(u_{n+1}+u_{n})$ si j'ai bien lu.
    J'appelle $S$ le $\mathbf{C}$-sev solution des suites vérifiant la relation. Soient $(\phi_{n})$ et $(\psi_{n})$ deux solutions de $S$ qu'on peut choisir linéairement indépendantes. Soit $(u_{n}) \in S$. Peut-on trouver $\lambda, \mu \in \mathbf{C}$ tels que $u_{n}= \lambda \phi_{n} + \mu \psi_{n}$ ? A voir avec les conditions initiales.
  • Oups, j'ai mal lu, mais ça ne change rien.
    Soit $\mathbb K=\mathbb R$ ou $\mathbb C$.
    Soient deux suites de $\mathbb K$ : $(\mu_n)_{n \in \mathbb N}$ et $(\xi_n)_{n \in \mathbb N}$, et soit $\mathcal S$ l'ensemble des suites $(u_n)_{n \in \mathbb N}$ de $\mathbb K$ telles que:
    $\forall n \in \mathbb N, u_{n+2} = \mu_n u_{n+1}+\xi_n u_n$.
    Comme j'ai dit dans mon précédent message, on prouve sans mal que $\mathcal S$ est un $\mathbb K$-espace vectoriel de dimension 2, dont une base est constituée des deux suites $a=(a_n)_{n \in \mathbb N}$ et $b=(b_n)_{n \in \mathbb N}$, définies par $a_0=1$, $a_1=0$, $b_0=0$, $b_1=1$.
    Si l'on veut « muscler » la démonstration, on peut dire que l'application : $u=(u_n)_{n \in \mathbb N} \mapsto (u_0,u_1)$, $\mathcal S \rightarrow \mathbb K^2$, est un isomorphisme de $\mathbb K$-espaces vectoriels, mais on peut aussi faire « à-la-main ».
    Pour toute suite $u=(u_n)_{n \in \mathbb N} \in \mathcal S$, on a, pour tout $n \in \mathbb N$ : $u_n=u_0 a_n +u_1 b_n $.
    Autrement dit, les coordonnées de la suite $u=(u_n)_{n \in \mathbb N} \in \mathcal S$ dans la base $(a,b)$ sont $ (u_0,u_1)$.
    Bien sûr ça se généralise à toute dimension finie.
    Bonne continuation.
    Fr. Ch.
  • Si je lis bien désormais, la récurrence proposée est : $\forall n \in \mathbb N^*, u_{n+1} = n(u_{n}+ u_{n-1})$, soit : $\forall n \in \mathbb N, u_{n+2} = (n+1)(u_{n+1}+u_{n})$.
    Partmi ces suites, celle qui commence par $u_0=1$ et $u_1=0$, que j'ai dénommée $a_n$ dans mon précédent message, est en fait le nombre de dérangements d'un $n$-ensemble : $\displaystyle d_n= n!\sum_{k=0}^n \frac{(-1)^k}{k!} $, https://oeis.org/A000166.
  • Et celle de ces suites qui commence par $u_0=0$ et $u_1=1$, que j'ai appelée $b_n$, est le nombre de « non-dérangements », autrement dit le nombre de permutations d'un $n$-ensemble ayant au moins un point fixe : https://oeis.org/A002467. Ainsi : $b_n=n! - a_n$.
    Il est remarquable d'observer que la suite $u_n=n!$ satisfait à la récurrence proposée. Elle est définie par : $u_0=1,u_1=1$. C'est la suite $a_n+b_n$, avec mes notations.
    Toute suite $(u_n)_{n \in \mathbb N}$ satisfaisant à la relation de récurrence proposée s'exprime donc comme : $u_n=u_0 d_n+ u_1 (n!-d_n)$,
    où $\displaystyle d_n= n!\sum_{k=0}^n \frac{(-1)^k}{k!}$.
    Comme il est bien connu que $\displaystyle \sum_{k=0}^{+ \infty} \frac{(-1)^k}{k!}=\frac1e$, on peut en déduire un équivalent simple de $u_n$, un peu plus caché si $u_0+(e-1)u_1=0$.
    Bonne soirée.
    Fr. Ch.
  • Je conclus.
    Si $u_0+(e-1)u_1 \neq 0$, alors, quand $n \rightarrow +\infty$, $u_n \sim \frac{n!}e (u_0+(e-1)u_1)$. Limite infinie « explosive ».
    Si $u_0 \neq 0$ et $u_0+(e-1)u_1 =0$, alors, quand $n \rightarrow +\infty$, $u_n \sim \frac{(-1)^n}n \cdot \frac e{e-1} u_0$. Limite $0$ lentement.
    Ça marche aussi dans le cas complexe.
    Sauf bien sûr erreurs de calcul.
    Bonne journée.
    Fr. Ch.
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