Dans certains contextes, logique mathématique (La logique mathématique, ou logique formelle, est une discipline des mathématiques qui... ) ou en informatique (L´informatique - contraction d´information et automatique - est le domaine... ), pour des structures de nature arborescente ou ayant trait aux termes du langage formel (Dans de nombreux contextes (scientifique, légal, etc. ), on désigne par langage formel un... ) sous-jacent, on parle de récurrence structurelle. On parle communément de récurrence dans un contexte lié mais différent, celui des définitions par récurrence de suites (ou d'opérations) à argument entier. Si l'unicité de telles suites se démontre bien par récurrence, leur existence, qui est le plus souvent tacitement admise dans le secondaire, voire les premières années universitaires, repose sur un principe différent. Récurrence simple sur les entiers Pour démontrer une propriété portant sur tous les entiers naturels, comme par exemple la formule du binôme (
en mathématique, binôme, une expression algébrique;
voir aussi binôme de Newton... ) de Newton, on peut utiliser un raisonnement par récurrence.
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Raisonnement Par Récurrence Somme Des Cartes Graphiques
Introduction En mathématiques, le raisonnement par récurrence est une forme de raisonnement visant à démontrer une propriété portant sur tous les entiers naturels. Le raisonnement par récurrence consiste à démontrer les points suivants: Une propriété est satisfaite par l'entier 0; Si cette propriété est satisfaite par un certain nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l'article « Nombre... ) entier naturel (En mathématiques, un entier naturel est un nombre positif (ou nul) permettant fondamentalement... ) n, alors elle doit être satisfaite par son successeur, c'est-à-dire, le nombre entier n +1. Une fois cela établi, on en conclut que cette propriété est vraie pour tous les nombres entiers naturels. Présentation Le raisonnement par récurrence établit une propriété importante liée à la structure des entiers naturels: celle d'être construits à partir de 0 en itérant le passage au successeur. Dans une présentation axiomatique des entiers naturels, il est directement formalisé par un axiome (Un axiome (du grec ancien αξιωμα/axioma,... ).
Raisonnement Par Récurrence Somme Des Cartes Mères
Écrit par Luc Giraud le 20 juillet 2019. Publié dans Cours en TS
Théorème: (principe du raisonnement par récurrence)
Théorème En langage mathématique Si:
$n_0 \in \mathbb{N}$:$\mathcal{P}(n_0)$ (initialisation)
$\forall p\geq n_0$:$\mathcal{P}(p)\Rightarrow\mathcal{P}(p+1)$ (hérédité)
Alors: $\forall n\geq n_0, ~ \mathcal{P}(n)$
En langue française Si:
La propriété est vraie à patir d'un certain rang $n_0 $ (initialisation)
Pour tout rang $ p$ plus grand que $ n_0$, la propriété au rang $p$ entraîne la propriété au rang $p+1$. (hérédité)
Alors: La propriété est vraie pour tout rang $n$ plus grand que $n_0$. Exercices
Exemple 1: somme des entiers impairs
Exercice 1: On considère la suite $(u_n)$ définie pour $n\geq1$ par:$$u_n=\sum_{k=1}^n (2k-1)$$ Démontrer que $u_n=n^2$. Exemple 2: somme des carrés
Exercice 2: Démontrer que:$$ \sum_{k=1}^n k^2=\dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6}. $$
Exemple 3: somme des cubes
Exercice 3: Démontrer que:$$ \sum_{k=1}^n k^3=\left(\sum_{k=1}^n k\right)^2=\dfrac{n^2(n+1)^2}{4}.
Raisonnement Par Récurrence Somme Des Carrés 3
Comme u 2 =f(u 1), on peut ensuite avec la courbe de f placer u 2 sur l'axe des ordonnées. Puis, comme pour u 1, on rapporte ensuite sa valeur sur l'axe des abscisses en utilisant la droite d'équation y=x. On renouvelle ensuite ces étapes afin d'avoir u 3, u 4, etc. sur l'axe des abscisses. Au bout d'un moment, on peut deviner si la suite est convergente, et si oui, quelle est sa limite. Pour terminer ce cours, voyons maintenant le raisonnement par récurrence. Raisonnement par récurrence
Le raisonnement par récurrence est un type de raisonnement qui permet de démontrer qu'une propriété qui dépend d'un entier naturel n est vraie pour tout n. Par exemple, un raisonnement par récurrence permet de démontrer que 4 n -1 est toujours un multiple de 3. Méthode
Un raisonnement par récurrence se décompose en 4 étapes. 1. On appelle P n ="la propriété que l'on veut démontrer". On pose donc P n ="4 n -1 est un multiple de 3". 2. On montre que P 0 est vraie. Ici P 0 est vraie, car 4 0 -1=0 et 0 est un multiple de 3.
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Déterminer la dérivée n ième de la fonction ƒ (n) pour tout entier n ≥ 1. Calculons les premières dérivées de la fonction ƒ. Rappel: (1/g)' = −g'/g 2 et (g n)' = ng n−1 g'. ∀ x ∈ D ƒ, ƒ ' (x) = −1 / (x + 1) 2 =. ∀ x ∈ D ƒ, ƒ '' (x) = (−1) × (−2) × / (x + 1) 3 = 2 / (x + 1) 3 =
∀ x ∈ D ƒ, ƒ (3) (x) = 2 × (−3) / (x + 1) 4 =
∀ x ∈ D ƒ, ƒ (4) (x) = (−2 × 3 × −4) / (x + 1) 5 = 2 × 3 × 4 / (x + 1) 5 =
Pour n ∈ {1;2;3;4;} nous avons obtenu:
∀ x ∈ D ƒ, ƒ (n) (x) = (−1) n n! / (x + 1) n+1 =
soit P(n) l'énoncé de récurrence de variable n pour tout n ≥ 1 suivant:
« ƒ (n) (x) = (−1) n n! / (x + 1) n+1 = »,
montrons que cet énoncé est vrai pour tout entier n ≥ 1.
i) P(1) est vrai puisque nous avons ƒ ' (x) = −1 / (x + 1) 2 = (−1) 1 1! / (x + 1) 1+1
ii) Soit p un entier > 1 tel que P(p) soit vrai, nous avons donc ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p) (x) = (−1) p p! / (x + 1) p+1, montrons que P(p+1) est vrai, c'est-à-dire que l'on a ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p+1) (x) = (−1) p+1 (p+1)! / (x + 1) p+2. ∀ x ∈ D ƒ, ƒ (p+1) (x) = [ƒ (p) (x)] ' = [(−1) p p!
Théorème. Pour tout entier naturel $n\geqslant n_0$, on considère la proposition logique $P_n$ dépendant de l'entier $n. $ Pour démontrer que « Pour tout entier $n\geqslant n_0$, $P_{n_0}$ est vraie » il est équivalent de démontrer que: 1°) $P_{n_0}$ est vraie [ Initialisation]; 2°) Pour tout entier $n\geqslant n_0$: [$P_{n}\Rightarrow P_{n+1}$] [ Hérédité]. 3. Exercices résolus
Revenons à notre exemple n°1. Exercice résolu n°2. (Facile) Démontrer que pour tout entier naturel n, on a: $2^n> n$. Exercice résolu n°3. Soit $a$ un nombre réel strictement positif. Démontrer que pour tout entier naturel n, on a: $(1+a)^n\geqslant 1+na$. Cette inégalité s'appelle Inégalité de Bernoulli. Exemple 4. Démontrez que pour tout entier non nul $n$, la somme des n premiers nombres entiers non nuls, est égale à $\dfrac{n(n+1)}{2}$. Exercice résolu 4. 4. Exercices supplémentaires pour progresser
Exercice 5. Démontrez que pour tout entier naturel $n$: « $7^{2n}-1$ est un multiple de $5$ ». Exercice 6. Démontrez que pour tout entier naturel $n$: « $\dsum_{k=0}^{k=n} k^2 =\dfrac{n(n+1)(2n+1)}{6}$ ».
On sait que $u_{11} = 121$ et $u_{15} = 165. $ Calculer $r, u_0, u_{100}$ puis $S = u_0 + u_1 +... + u_{100}$. Exemple 2
Soit $(u_n)$ la suite définie par $u_n = 5n - 4$. Démontrer que $(u_n)$ est arithmétique et calculer $S = u_{100}+... + u_{200}$. Exemple 3
somme des entiers pairs: Calculer $S = 2 + 4 + 6 +... + 2n$. Exemple 4
On considère la suite $(u_n)$ définie pour $n\geq1$ par:$$u_n=\sum_{k=1}^n (2k-1)$$
Démontrer que $u_n=n^2$.
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