[PDF] Exercices de mathématiques - Exo7





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Fiche de révision1 : Les nombres réels

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Propriétés de R. 1 Les rationnels Q En calculant son carré montrer que ce carré est racine d'un polynôme de degré 2. ... Indication pour l'exercice 1 ?.



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de la Propriété d'Archimède (voir Section 1.5). Un minorant de N est par exemple



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Propriété d'Archimède Partie entière et approximations décimales d'un réel Parmi les rationnels les décimaux ont un rôle pratique important leur intérêt 



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1 3 Propriété d'Archimède partie entière d'un nombre réel x donne précisément une suite de rationnels qui tend vers x On laisse comme exercice

:
Exercices de mathématiques - Exo7 Exo7

Propriétés deR1 Les rationnelsQ

Exercice 11.Démontrer que si r2Qetx=2Qalorsr+x=2Qet sir6=0 alorsr:x=2Q. 2.

Montrer que

p262Q, 3. En déduire : entre deux nombres rationnels il y a toujours un nombre irrationnel. HH???Exercice 2

Montrer que

ln3ln2 est irrationnel. HH???Exercice 3 1. Soit Nn=0;19971997:::1997 (nfois). MettreNnsous la formepq avecp;q2N. 2. Soit M=0;199719971997::::::Donner le rationnel dont l"écriture décimale estM. 3. Même questionavec:P=0;11111:::+0;22222:::+0;33333:::+0;44444:::+0;55555:::+0;66666:::+

0;77777:::+0;88888:::+0;99999:::

HH???Exercice 4 Soitp(x) =åni=0aixi. On suppose que tous lesaisont des entiers. 1.

Montrer que si pa une racine rationnelleab

(avecaetbpremiers entre eux) alorsadivisea0etbdivise a n. 2.

On considère le nombre

p2+p3. En calculant son carré, montrer que ce carré est racine d"un polynôme de degré 2. En déduire, à l"aide du résultat précédent qu"il n"est pas rationnel. HH???2 Maximum, minimum, borne supérieure...

Exercice 5Le maximum de deux nombresx;y(c"est-à-dire le plus grand des deux) est noté max(x;y). De même on notera

min(x;y)le plus petit des deux nombresx;y. Démontrer que : max(x;y) =x+y+jxyj2 et min(x;y) =x+yjxyj2 1

Trouver une formule pour max(x;y;z).

HH???Exercice 6

Déterminer la borne supérieure et inférieure (si elles existent) de :A=funjn2Ngen posantun=2nsinest

pair etun=2nsinon. HH???Exercice 7

Déterminer (s"ils existent) : les majorants, les minorants, la borne supérieure, la borne inférieure, le plus grand

élément, le plus petit élément des ensembles suivants : [0;1]\Q;]0;1[\Q;N; (1)n+1n 2jn2N H???Exercice 8 SoientAetBdeux parties bornées deR. On noteA+B=fa+bj(a;b)2ABg. 1.

Montrer que sup A+supBest un majorant deA+B.

2.

Montrer que sup (A+B) =supA+supB.

HH???Exercice 9

SoitAetBdeux parties bornées deR.Vraioufaux?

1.AB)supA6supB,

2.AB)infA6infB,

3. sup (A[B) =max(supA;supB), 4. sup (A+B)Exercice 10Soitxun réel. 1. Donner l"encadrement qui définit la partie entière E(x). 2. Soit (un)n2Nla suite définie parun=E(x)+E(2x)+:::+E(nx)n 2. Donner un encadrement simple den2un, qui utiliseånk=1k. 3. En déduire que (un)converge et calculer sa limite. 2

4.En déduire que Qest dense dansR.

HH???Exercice 11

Soitf:R!Rtelle que

8(x;y)2R2f(x+y) =f(x)+f(y):

Montrer que

1.8n2Nf(n) =nf(1).

2.8n2Zf(n) =nf(1).

3.8q2Qf(q) =qf(1).

4.8x2Rf(x) =xf(1)sifest croissante.

HH???3 Indication pourl"exer cice1 N1.Raisonner par l"absurde. 2.

Raisonner par l"absurde en écri vant

p2=pq avecpetqpremiers entre eux. Ensuite plusieurs méthodes sont possibles par exemple essayer de montrer quepetqsont tous les deux pairs. 3.

Considérer r+p2

2 (r0r)(faites un dessin !) pour deux rationnelsr;r0. Puis utiliser les deux questions précédentes.Indication pourl"exer cice2 NRaisonner par l"absurde !

Indication pour

l"exer cice

3 N1.Mutiplier Nnpar une puissance de 10 suffisament grande pour obtenir un nombre entier.

2. Mutiplier Mpar une puissance de 10 suffisament grande (pas trop grande) puis soustraireMpour obtenir un nombre entier.Indication pourl"exer cice4 N1.Calculer bnp(ab )et utiliser le lemme de Gauss. 2.

Utiliser la première question a vecp(x) = (x25)224.Indication pourl"exer cice5 NDistinguer des cas.

Indication pour

l"exer cice

6 NinfA=0,An"a pas de borne supérieure.Indication pourl"exer cice8 NIl faut revenir à la définition de la borne supérieure d"un ensemble borné : c"est le plus petit des majorants. En

particulier la borne supérieure est un majorant.Indication pourl"exer cice9 NDeux propositions sont fausses...

Indication pour

l"exer cice

10 N1.Rappelez-v ousque la partie entière de xest le plus grand entier, inférieur ou égal àx. Mais il est ici

2.

Encadrer E(kx), pourk=1;:::;n.

3. Rappelez-v ousd"abord de la formule 1 +2++npuis utilisez le fameux théorème des gendarmes. 4.

Les unne seraient-ils pas des rationnels ?

4 Indication pourl"exer cice11 N1.f(2) =f(1+1) =, faire une récurrence.

2.f((n)+n) =.

3.

Si q=ab

, calculerf(ab +ab ++ab )avecbtermes dans cette somme. 4.

Utiliser la densité de QdansR: pourx2Rfixé, prendre une suite de rationnels qui croit versx, et une

autre qui décroit versx.5

Correction del"exer cice1 N1.Soit r=pq

2Qetx=2Q. Par l"absurde supposons quer+x2Qalors il existe deux entiersp0;q0tels que

r+x=p0q

0. Doncx=p0q

0pq =qp0pq0qq

02Qce qui est absurde carx=2Q.

De la même façon sirx2Qalorsrx=p0q

0Et doncx=p0q

0qp . Ce qui est absurde.

2.Méthode "classique".Supposons, par l"absurde, quep22Qalors il existe deux entiersp;qtels quep2=pq

. De plus nous pouvons supposer que la fraction est irréductible (petqsont premiers entre eux).

En élevant l"égalité au carré nous obtenonsq22=p2. Doncp2est un nombre pair, cela implique quep

est un nombre pair (si vous n"êtes pas convaincu écrivez la contraposée "pimpair)p2impair"). Donc

p=2p0avecp02N, d"oùp2=4p02. Nous obtenonsq2=2p02. Nous en déduisons maintenant queq2est pair et comme ci-dessus queqest pair. Nous obtenons ainsi une contradiction carpetqétant tous les deux pairs la fraction pq n"est pas irréductible et aurait pu être simplifiée. Doncp2=2Q. Autre méthode.Supposons par l"absurde quep22Q. Alorsp2=pq pour deux entiersp;q2N. Alors nous avonsqp22N. Considérons l"ensemble suivant : N=n n2Njnp22No Cet ensembleNest une partie deNqui est non vide carq2N. On peut alors prendre le plus petit élément deN:n0=minN. En particuliern0p22N. Définissons maintenantn1de la façon suivante :n1=n0p2n0. Il se trouve quen1appartient aussi àNcar d"une partn12N(carn0etn0p2 sont des entiers) et d"autre partn1p2=n02n0p22N. Montrons maintenant quen1est plus petit que n

0. Comme 0quotesdbs_dbs2.pdfusesText_3

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