On est alors assuré de l'existence d'une fonction f telle que f(x) = lim n> 0, c'est à dire pour n + x > 0 donc pour n > −x condition (C1) on a: n(n + 1)(1 + x
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On est alors assuré de l'existence d'une fonction f telle que f(x) = lim n> 0, c'est à dire pour n + x > 0 donc pour n > −x condition (C1) on a: n(n + 1)(1 + x
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Existence de la fonction exponentielle
On considère les suites réelles(
)et( )définies pour tout1par : 1+ q´ et 1 q´La démarche est alors la suivante :
Démontrer que les deux suites sont adjacentes et admettent donc une limite commune. Cette limite dépend bien sûr de.
On peut alors créer une fonctionqui à toute valeur deassocie cette limite. On est alors assuré de l'existence d'une fonctiontelle que() = lim+ 1+ q´ = lim 1 q´ pour toutréel. On montrera alors enfinque(0) = 1et queest dérivable avec 0Il ne reste plus alors qu'à conclure.
1. Soit la propriéré(): pour tout réel1(1 +)
1+ Démontrer que cette propriété est vraie pour toutde2. Démontrons que(
())est croissante :2.1.Vérifier que1+
q+1=³1+q´
1q(+1)¡1+
q2.2. En remplaçant dans l'expression de
+1 en déduire que +1 1+ q´ +11q(+1)¡1+
q +12.3. Montrer qu'à partir d'un certain rang,
q(+1)¡1+ q ¢12.4. En appliquant la propriétéàÃ
1 q(+1)¡1+ q +1 montrer qu'alors +12.5. Conclure sur la monotonie de(
3. En remarquant que
()=1 ()démontrer que( ())est décroissante.4. Démontrons quelim
()) = 0On pourra majorer à l'aide de
1+ q´ et³ 1 q´5. Conclure concernant les suites(
())et( ())et leurs limites.6. Soit donc() = lim
()Montrer que(0) = 17. Montrons queest dérivable et que
0 ()=()pour toutOn va donc essayer d'étudier la limite de
quandtend vers 0, pour unfixé quelconque.7.1.Ecrire ce qu'est(+)
7.2. Vérifier queµ
1+ q´ 1+ q 1+ q7.3.Montrer que pour||1et+1en utilisant encore la propriété
que 1++ 1+ q´ 1+ 1+q7.4. En déduire que(+)()(1+)
7.5 En réécrivant cette expression pour+et en remplaçantpar
montrer que()(+)() ()1ou()1(+)()()7.6 Conclure
On considère les suites réelles(
)et( )définies pour tout1par : 1+ q´ et 1 q´1. Soit la propriéré(): pour tout réel1(1 +)
1+ Démontrer que cette propriété est vraie pour toutdeDémonstration par récurrence
: Supposons1;Soit( ):(1 +) 1+F(1 +)
0 =1+0×=1La propriété est donc vraie pour=0 FHérédité : Supposonsvraie,.c'est à dire(1 +) 1+Dès lors,(1 +)
+1 =(1+) (1 +)donc(1 +) +1 (1 +)(1+)puisque11+0Et(1 +)
+1 2 +++1 +puisque 2 +10 (+1)La propriété est donc vraie à l'ordre+1
La propriété est donc vraie pour=0; la supposant vraie à l'ordreelle l'est encore à l'ordre+1
Elle est donc vraie pour tout
C'est à dire,1,(1 +)
1+2. Démontrons que(
())est croissante :2.1.Vérifier que1+
q+1=³1+q´
1q(+1)¡1+
q 1+ q´1q(+1)¡1+
q =1+ qq(+1)Il sut alors de réduire le 2
membre au même dénominateur :³ 1+ q´1q(+1)¡1+
q =1+ qq(+1) =1+ (+1) q(+1) =1+ q(+1) =1+ q+1Donc1+
q+1=³1+q´
1 q(+1)³ 1+ q´2.2. En remplaçant dans l'expression de
+1 en déduire que +1 1+ q´ +1 1 q(+1)¡1+ q +1 1+ q´ +1 1+ +1 1+ +1 Or1+ qq(+1)=³1+q´
+1 1 q(+1)¡1+ q +1 Donc +1 1+ q´ +1 1 q(+1)¡1+ q +12.3.Montrerqu'àpartird'uncertainrang,
q(+1)¡1+ q ¢1 En multipliant les deux membres par1il sut d'établir que : q(+1)¡1+ q¢1à partir d'une certaine valeur de
Si1+ q0c'est à dire pour+0donc pourcondition(
1 )on a:(+1)¡1+ q ¢0Ainsi, sous cette condition(
1 q(+1)¡1+ q¢1(+1)¡1+
q (+1)(+) 2 2 ++ 0 En divisant parcette condition devient :+1+0donc1condition( 2 La plus restrictive de ces deux conditions étant la première, on peut écrire : q(+1)¡1+ q ¢1 q(+1)¡1+ q ¢1Donc que
q(+1)¡1+ q ¢12.4. En appliquant la propriétéàÃ
1 q(+1)¡1+ q +1 montrer qu'alors +1On a vu que pour1,(1 +)
1+ou encore, à l'ordre+1:(1 +)
+11+(+1)
Donc ici, en prenant
q(+1)¡1+ q¢pour
q(+1)¡1+ q¢1Ã
1 q(+1)¡1+ q +11+(+1)Ã
q(+1)¡1+ q Donc 1 q(+1)¡1+ q +1 1 q¡1+ q 1 q+ Or +1 1+ q´ +1 1 q(+1)¡1+ q +1 Donc +1 1+ q´ +1 q+ +1 q+ 1+ q´On a donc bien
+12.5. Conclure sur la monotonie de(
())est donc croissante à partir d'un certain rang.()3. En remarquant que
()=1 ()démontrer que( ())est décroissante. ())est donc croissante, propriété démontrée pour toutréel, on aura +1 ()1 +1 ()1 Donc +1 ()et( ())est donc décroissante à partir d'un certain rang.()4. Démontrons quelim
()) = 0On pourra majorer à l'aide de
1+ q´ et³ 1 q´ 1+ q´ 1 q´ NOr, qA1donc d'après 1+ q´1+notée(
1NDe même, pour,
qA1on aura.donc³1q´
1On prendra en faitsupérieur au plus grand des deux nombresetpour être certain des deux majorations.