Solution de $x^n + x -1=0$
Bonjour
Je m'intéresse à la suite $\alpha$ définie pour tout $n\in\N$ comme l'unique solution de l'équation $x^n+x-1=0$ sur $[0,1]$.
J'ai déjà la convergence de $\alpha$ (car elle est croissante majorée par 1), j'ai trouvé que sa limite $\ell$ est 1 mais le raisonnement me paraît un peu alambiqué pour des élèves.
Pour tout $n\in\N$, $\alpha_n\in [0;1]$, donc $\ell \in [0;1]$.
Supposons que $\ell < 1$. Alors $\forall n\in\N$, $\alpha_n\le\ell<1$ et donc $\alpha_n^n \to 0$.
Comme $\alpha_n^n + \alpha_n -1 =0$, on en déduit que $\alpha_n \to 1$. Contradiction.
Donc $\ell = 1$.
Déjà : n'ai-je pas écrit de bêtises ? Y a-t-il bien un souci avec ce fichu $\alpha_n^n$ qui peut tendre vers n'importe quoi a priori ou alors je passe à côté d'un argument simple ?
Puis : avez-vous plus élégant ?
Je m'intéresse à la suite $\alpha$ définie pour tout $n\in\N$ comme l'unique solution de l'équation $x^n+x-1=0$ sur $[0,1]$.
J'ai déjà la convergence de $\alpha$ (car elle est croissante majorée par 1), j'ai trouvé que sa limite $\ell$ est 1 mais le raisonnement me paraît un peu alambiqué pour des élèves.
Pour tout $n\in\N$, $\alpha_n\in [0;1]$, donc $\ell \in [0;1]$.
Supposons que $\ell < 1$. Alors $\forall n\in\N$, $\alpha_n\le\ell<1$ et donc $\alpha_n^n \to 0$.
Comme $\alpha_n^n + \alpha_n -1 =0$, on en déduit que $\alpha_n \to 1$. Contradiction.
Donc $\ell = 1$.
Déjà : n'ai-je pas écrit de bêtises ? Y a-t-il bien un souci avec ce fichu $\alpha_n^n$ qui peut tendre vers n'importe quoi a priori ou alors je passe à côté d'un argument simple ?
Puis : avez-vous plus élégant ?
Réponses
-
Bonjour,
Il y a peut-être plus élégant, mais c'est le plus naturel.
La suite \(\alpha_n^n\) est bien évidemment bornée dans \([0,1]\) mais pourrait ne pas tendre vers 0 ; penser au classique : \(\alpha_n=1-\dfrac1n\). -
Bonjour,
Si je ne me trompe pas la suite $\alpha_{n} ^{n} $ tend bien vers 0. Il suffit d'écrire sous forme exponentielle.
Ton contre-exemple ne va pas Gb.
D'ailleurs je trouve la solution assez jolie si je peux me permettre ...
On pourrait chercher un développement asymptotique. -
ll me semble avoir déjà vu cette question sur ce forum. On a plus précisément : $\alpha_n=1- \frac{\ln n}n + o(\frac{\ln n}n)$ quand $n \rightarrow +\infty$.
-
La démo de Sebsheep est très bien. Si on détaille sa démo par l'absurde, on a pour tout $n\in\mathbb{N}$, $0\leq\alpha_n\leq \ell$ donc $0\leq\alpha_n^n\leq \ell^n$ et puisque $\ell^n\rightarrow 0$, on peut conclure par encadrement.
@Chaurien : Il est clair que c'est un classique... du forum, comme des exos de colles de Sup.
Quant à le retrouver sur le forum, c'est une autre paire de manches ! -
En fait je l'avais archivé, c'est ici, il y a trois ans : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?4,1047205,1047435#msg-1047435
On a trouvé à l'époque :
$\displaystyle \alpha_{n}=1-\frac{\ln n}{n}+\frac{\ln \ln n}{n}-\frac{\ln\ln n}{n\ln n}+o\Big(\frac{\ln \ln n}{n\ln n}\Big)$.
Bonne journée.
Fr. Ch. -
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