Suite homographique ramenée à une suite arithmétique

Difficile
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Énoncé

Soit la suite définie par et, pour tout , .

  1. Montrer que pour tout : .

  2. Pour tout , on pose . Montrer que est arithmétique.

  3. Exprimer en fonction de , puis déterminer .

Indices

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1 Indice 1
Pour la minoration, raisonne par récurrence : suppose $u_n > -2$ et calcule $u_{n+1}+2$ en réduisant au même dénominateur.
2 Indice 2
Pour $(v_n)$, exprime $v_{n+1} = \dfrac{1}{u_{n+1}+2}$ à l'aide de l'expression trouvée pour $u_{n+1}+2$, et fais apparaître $v_n + \text{constante}$.
3 Indice 3
Utilise la formule du terme général d'une suite arithmétique pour $v_n$, puis reviens à $u_n$ en inversant la relation $v_n = \dfrac{1}{u_n+2}$.

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La méthode — par où commencer

Pour la minoration, raisonne par récurrence : suppose et calcule en réduisant au même dénominateur.

Pour , exprime à l'aide de l'expression trouvée pour , et fais apparaître .

La rédaction complète, étape par étape, se trouve juste en dessous.

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