Exo suites tapis de sierpinksi

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kenymi
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Exo suites tapis de sierpinksi

par kenymi » 11 Sep 2015, 19:30

Bonjour !

Je bloque sur la première question de la partie B de cet exo, pouvez-vous m'aider s'il vous plait ? Merci !

On dispose d'un carré blanc de côté 1m.
Étape 1 : on partage le carré en 9 carrés égaux et on noircit la carré central
Étape 2 : chacun des 8 carrés restants et à son tour divisé en 9 carrés égaux et on noircit le carré central.
Et ainsi de suite.

Pour tout entier naturel n;)1, on désigne par :
• U(n) le nombre de carrés que l'on noircit à l'étape n
• P(n) le périmètre de chacun des carrés que l'on noircit à l'étape n

PARTIE A

1) Déterminer U1, U2, P1, P2

J'ai trouvé :*U1= 1*U2= 8*P1 = 4/3*P2 = 4/9

2) Justifier que ces 2 suites sont géométriques et préciser la raison de chacune d'elle

Ma réponse :U(n) est une suite de géométrique s'il existe un réel q tel que U(n+1) = U(n)*q*U(n+1)/U(n) = U2/U1 = 8/1 = 8 donc U(n) est une suite géométrique de raison q=8 ?
P(n+1)/P(n)= P2/P1 = (4/9)/(4/3) = 1/3 donc P(n) est une suite géométrique de raison q=1/3 ?

3) En déduire l'expression de U(n) et Pn en fonction de n
U(n)= 8n et P(n)=(4/3)*(1/3)^n ?

PARTIE B

Pour tout entier naturel n;)1, on désigne par L(n) la somme des paramètres de tous les carrés que l'on noircit à l'étape n

1) Exprimer Ln en fonction de U(n) et P(n) et établir ainsi que, pour tout entier naturel n;)1 on a : L(n)= 1/2*(8/3)n

J'ai essayé de faire U(n)*P(n) mais je bloque ensuite :
L(n)= 8^n*((4/3)*(1/3)^n)
L(n)= 8^n * (1/3)^n * 4/3
L(n)= (8/3)^*(4/3)

Mais comment procéder ensuite ?

2) A partir de quelle étape n, la longueur L(n) dépasse-t-elle 10m ? 10km ?

3) Quelle semble être la limite de la suite (L(n))?
Faire des recherches sur les différents cas de limites d'une expression de la forme qn (avec q réel) quand n tend vers +oo.En déduire une justification de la limite de la suite (L(n))

J'essaie de terminer la question 1 de la partie B pour ensuite passer au reste, merci pour votre aide :)



titine
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par titine » 11 Sep 2015, 19:36

A la question A2) pourquoi dis tu que U(n+1)/U(n) = U2/U1 ?

kenymi
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par kenymi » 11 Sep 2015, 20:46

titine a écrit:A la question A2) pourquoi dis tu que U(n+1)/U(n) = U2/U1 ?


J'ai pris des exemples de valeurs de U(n) car je ne vois pas comment faire d'autre..

kenymi
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par kenymi » 11 Sep 2015, 23:38

Pourrait-on aussi m'aider pour la 1ere question de la partie B, car lorsque je fais Un*PN, je ne trouve pas le résultat demandé :/ ?

titine
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par titine » 12 Sep 2015, 08:41

Pour tout entier naturel n;)1, on désigne par L(n) la somme des paramètres de tous les carrés que l'on noircit à l'étape n

Je suppose que tu veux dire PERIMETRES et pas paramètres. C'est bien ça ?

L(n)= 1/2*(8/3)n

Je suppose que tu veux dire 1/2*(8/3)^n
A l'étape n il y a U(n) carrés noircis et chacun de ces carrés a pour périmètre P(n).
Donc L(n) = U(n) * P(n)
Mais U(n) = 8^(n-1) et P(n) = (4/3)*(1/3)^(n-1) = 4/(3)^n
En faisant U(n) * P(n) et en arrangeant ça on obtient bien (1/2)*(8/3)^n


Pour la question A il faut raisonner dans le cas général , pas uniquement pour n=1 et n=2.
Il faut remarquer qu'à chaque étape on noircit 8 fois plus de carrés qu'à l'étape précédente. Donc U(n) = 8*U(n-1)
Ce qui prouve que la suite (U(n)) est géométrique de raison 8.

kenymi
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par kenymi » 12 Sep 2015, 14:18

Je suppose que tu veux dire 1/2*(8/3)
^n ?


Oui erreur de frappe désolée :)


A l'étape n il y a U(n) carrés noircis et chacun de ces carrés a pour périmètre P(n).
Donc L(n) = U(n) * P(n)
Mais U(n) = 8^(n-1) et P(n) = (4/3)*(1/3)^(n-1) = 4/(3)^n
En faisant U(n) * P(n) et en arrangeant ça on obtient bien (1/2)*(8/3)^n


Je n'arrive pas à retrouver L(n)=(1/2)*(8/3)^n

Arrivée à (8/8)^n*4+(1/3)^n, je ne sais pas comment procéder !

kenymi
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par kenymi » 12 Sep 2015, 16:47

S'il vous plait j'ai besoin d'aide :(

titine
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par titine » 12 Sep 2015, 18:01

8^(n-1) * 4/3^n = 8^(n-1) * 8/(2 * 3^n) = (8^(n-1) * 8)/(2 * 3^n)
= 8^n/(2 * 3^n) = (1/2) * 8^n/3^n = (1/2) * (8/3)^n

kenymi
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par kenymi » 12 Sep 2015, 19:01

titine a écrit:8^(n-1) * 4/3^n = 8^(n-1) * 8/(2 * 3^n) = (8^(n-1) * 8)/(2 * 3^n)
= 8^n/(2 * 3^n) = (1/2) * 8^n/3^n = (1/2) * (8/3)^n



D'accord ! Merci beaucoup ! ;)
Je n'ai juste pas compris pourquoi P(n)= 4/3^n ;)

titine
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par titine » 12 Sep 2015, 19:30

kenymi a écrit:D'accord ! Merci beaucoup ! ;)
Je n'ai juste pas compris pourquoi P(n)= 4/3^n ;)

(P(n)) suite géométrique de 1er terme P1=4/3 et de raison 1/3
Donc P(n) = (4/3) * (1/3)^(n-1) = 4/(3*3^(n-1)) = 4/3^n

kenymi
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par kenymi » 14 Sep 2015, 19:15

D'accord merci !
Pour montrer que P(n) est une suite géométrique j'ai écrit que :

À chaque étape, on divise le périmètre de chaque carré blanc en 3, puis on noircit un des carrés qui le compose, donc le périmètre de chaque carré est égal au périmètre de chaque carré que l'on noircit à l'étape n. Le périmètre de chaque carré que l'on noircit à l'étape n et donc trois fois plus petit que le périmètre du carré blanc précédent et donc U(n+1)=1/3U(n) et U(n) est géométrique de raison q = 1/3

Est-ce correct ?

 

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