1. **Énoncé du problème :**
Calculer la suite $(v_n)$ puis la suite $(u_n)$ en fonction de $n$, où $v_n = \frac{7}{8} u_n^3 - \frac{1}{8}$.
2. **Rappel des définitions et formules :**
On a la suite $(u_n)$ définie par :
$$u_0 = \sqrt[3]{\frac{2}{7}}, \quad u_{n+1} = \sqrt[3]{\frac{u_n^3 + 1}{8}}$$
On pose :
$$v_n = \frac{7}{8} u_n^3 - \frac{1}{8}$$
3. **Montrer que $(v_n)$ est une suite géométrique et déterminer sa raison :**
Calculons $v_{n+1}$ :
$$v_{n+1} = \frac{7}{8} u_{n+1}^3 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8} \cdot \frac{u_n^3 + 1}{8} - \frac{1}{8} = \frac{7}{64} u_n^3 + \frac{7}{64} - \frac{1}{8}$$
Simplifions les constantes :
$$\frac{7}{64} - \frac{1}{8} = \frac{7}{64} - \frac{8}{64} = -\frac{1}{64}$$
Donc :
$$v_{n+1} = \frac{7}{64} u_n^3 - \frac{1}{64}$$
Or, on peut écrire $v_n$ comme :
$$v_n = \frac{7}{8} u_n^3 - \frac{1}{8}$$
Multiplions $v_n$ par $\frac{1}{8}$ :
$$\frac{1}{8} v_n = \frac{7}{64} u_n^3 - \frac{1}{64} = v_{n+1}$$
Donc :
$$v_{n+1} = \frac{1}{8} v_n$$
La suite $(v_n)$ est géométrique de raison $q = \frac{1}{8}$.
4. **Calculer $(v_n)$ puis $(u_n)$ en fonction de $n$ :**
La suite géométrique $(v_n)$ a pour terme initial :
$$v_0 = \frac{7}{8} u_0^3 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8} \cdot \frac{2}{7} - \frac{1}{8} = \frac{2}{8} - \frac{1}{8} = \frac{1}{8}$$
Donc :
$$v_n = v_0 \cdot q^n = \frac{1}{8} \left( \frac{1}{8} \right)^n = \left( \frac{1}{8} \right)^{n+1}$$
Ensuite, exprimons $u_n^3$ en fonction de $v_n$ :
$$v_n = \frac{7}{8} u_n^3 - \frac{1}{8} \Rightarrow \frac{7}{8} u_n^3 = v_n + \frac{1}{8} \Rightarrow u_n^3 = \frac{8}{7} \left( v_n + \frac{1}{8} \right)$$
Substituons $v_n$ :
$$u_n^3 = \frac{8}{7} \left( \left( \frac{1}{8} \right)^{n+1} + \frac{1}{8} \right) = \frac{8}{7} \left( \frac{1}{8^{n+1}} + \frac{1}{8} \right) = \frac{8}{7} \left( \frac{1}{8^{n+1}} + \frac{8^n}{8^{n+1}} \right) = \frac{8}{7} \cdot \frac{1 + 8^n}{8^{n+1}}$$
Simplifions :
$$u_n^3 = \frac{8}{7} \cdot \frac{1 + 8^n}{8^{n+1}} = \frac{1 + 8^n}{7 \cdot 8^n}$$
Donc :
$$u_n = \sqrt[3]{\frac{1 + 8^n}{7 \cdot 8^n}}$$
Suite Vn Un 21D1A7
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