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Le raisonnement par récurrence est l'un des raisonnements les plus utiles en Terminale de spécialité Mathématiques en France. Le raisonnement par récurrence en image Ce raisonnement peut-être visualisé par des dominos qui tombent tous quand: le premier tombe, la chute d'un domino quelconque entraîne inévitablement la chute du suivant. C'est exactement comme cela que se passe la démonstration. Il faut nécessairement deux conditions: une condition initiale, et une implication. Le raisonnement par récurrence formellement Je ne vais ici parler que de la récurrence simple (autrement appelée récurrence faible, et qui est donc abordée en Terminale Mathématiques de spécialité). Il existe en effet une récurrence forte (voir cette page), mais c'est une autre histoire, bien que variant très peu de la récurrence faible. Considérons une propriété P( n) dépendant d'un entier n ≥ 0. Le principe de récurrence faible stipule que si: [initialisation] P(0) est vraie; [hérédité] pour tout entier k > 0, si P( k) est vraie alors P( k +1) est vraie.
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N. là-bas et frais émoulu de l'ENS) jusqu'à P. LACOU avec qui j'ai fait passer des colles aux étudiants d'une Prépa, toujours là-bas, etc... Eux, ils ne sont point de cette célèbre bourgade) sa réciproque a, elle, de quoi tenir la route. Du point de vue de ce raisonnement mathématique donc, "tous les originaires de Montcuq sont des agrégés de maths". Le hic est que cette démonstration repose sur le raisonnement par récurrence que je n'avais pas envisagé d'enseigner, même si parfois pour la rigueur de certains résultats, il s'impose. En effet comment convaincre des élèves, même de troisième, que la somme des N premiers nombres impairs est le le carré N 2, autrement qu'en leur donnant une petite dose de récurrence qui viendra confirmer les quelques exemples évidents qu'ils "voient"?. Exemple: 1 + 3 + 5 + 7 = 4 2 = 16. De plus certaines questions d' A. M. C. que nous nous sommes appropriés, toi et moi, nécessitent que je te parle du raisonnement par récurrence. Eh bien c'est décidé! Je te parlerai du raisonnement par récurrence dans un document qui arrive incessamment.
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L'étude de quelques exemples ne prouve pas que $P_n$ est vraie pour tout entier $n$! La preuve? Nous venons de voir que $F_5$ n'est pas un nombre premier. Donc $P_5$ est fausse. Nous allons voir qu'un raisonnement par récurrence permet de faire cette démonstration. 2. Principe du raisonnement par récurrence Il s'agit d'un raisonnement « en escalier ». On démontre que la proriété $P_n$ est vraie pour le premier rang $n_0$ pour démarrer la machine. Puis on démontre que la propriété est héréditaire. Si la propriété est vraie à un rang $n$ donné, on démontre qu'elle est aussi vraie au rang suivant $n+1$. Définition. Soit $n_0$ un entier naturel donné. Pour tout entier naturel $n\geqslant n_0$. On dit que la proposition $P_{n}$ est héréditaire à partir du rang $n_0$ si, et seulement si: $$\color{brown}{\text{Pour tout} n\geqslant n_0:\; [P_{n}\Rightarrow P_{n+1}]}$$ Autrement dit: Pour tout entier $n\geqslant n_0$: [Si $P_{n}$ est vraie, alors $P_{n+1}$ est vraie]. Ce qui signifie que pour tout entier $n$ fixé: Si on suppose que la proposition est vraie au rang $n$, alors on doit démontrer qu'elle est vraie au rang $(n+1)$.
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P(n) un énoncé de variable n entier naturel défini pour tout entier n supérieur ou égale à n 0. Si l'on demande de montrer que l'énoncé P(n) est vrai pour tout n supérieur ou égal à n 0, nous pouvons penser à un raisonnement par récurrence et conduire comme suit le raissonnement: i) Vérifier que P(n 0) est vrai ii) Montrer que quelque soit l'entier p ≥ n 0 tel que P(p) soit vrai, P(p+1) soit nécessairement vrai aussi alors nous pouvons conclure que P(n) est vrai pour tout entier n ≥ n 0. 3) Exercices de récurrence a) exercice de récurrence énoncé de l'exercice: soit la suite numérique (u n) n>0 est définie par u 1 = 2 et pour tout n > 0 par la relation u n+1 = 2u n − 3. Démontrer que pour tout entier n > 0, u n = 3 − 2 n−1. Soit l'énoncé P(n) de variable n suivant: « u n = 3 − 2 n−1 », montrons qu'il est vrai pour tout entier n > 0. Récurrence: i) vérifions que P(1) est vrai, c'est-à-dire a-t-on u 1 = 3 − 2 1−1? par définition u 1 = 2 et 3 − 2 1−1 = 3 - 2 0 = 3 - 1 = 2 donc u 1 = 3 − 2 1−1 et P(1) est bien vrai.
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Dans certains contextes, comme en théorie des ensembles (La théorie des ensembles est une branche des mathématiques, créée par le... ) on déduit directement la récurrence de la définition, explicite cette fois, de l'ensemble des entiers naturels. La récurrence peut aussi s'exprimer de façon ensembliste: il s'agit juste d'une variation sur la définition d'un ensemble en compréhension. On associe à une propriété P l'ensemble E des entiers naturels la vérifiant, et à un ensemble d'entiers naturels E la propriété d'appartenance associée. La récurrence se réénonce alors de façon équivalente ainsi: Soit E un sous-ensemble (En mathématiques, un ensemble A est un sous-ensemble ou une partie d'un ensemble B, ou... ) de N, si: 0 appartient à E Pour tout entier naturel n, ( n appartient à E implique n+1 appartient à E) Alors E = N. Bien sûr, l'initialisation peut commencer à un entier k arbitraire et dans ce cas la propriété n'est démontrée vraie qu'à partir du rang ( Mathématiques En algèbre linéaire, le rang d'une famille de vecteurs est la dimension du... ) k: Si: P ( k); Pour tout entier n supérieur ou égal à k, [ P ( n) implique P ( n +1)]; Alors pour tout entier n supérieur ou égal à k, P ( n).
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3 2n+6 - 2 n est donc somme de deux multiples de 7, c'est bien un multiple de 7. L'hérédité de la seconde propriété est strictement analogue. On montre pourtant, en utilisant les congruences modulo ( En arithmétique modulaire, on parle de nombres congrus modulo n Le terme modulo peut aussi... ) 7, qu'elle n'est vraie pour aucun entier (congruences que l'on pourrait d'ailleurs utiliser également pour démontrer la première propriété). L'hérédité doit être démontrée pour tout entier n plus grand ou égal au dernier n₀ pour lequel la propriété a été démontrée directement (initialisation). Si on prend, par exemple, la suite, on peut observer que cette suite est croissante à partir de n = 2 car. Si on cherche à démontrer que pour tout, l'initialisation est facile à prouver car u 1 = 1. l'hérédité aussi car, la suite étant croissante, si alors. Pourtant cette inégalité est vraie seulement pour n = 1. L'hérédité n'a en réalité été prouvée que pour n supérieur ou égal à 2 et non pour n supérieur ou égal à 1.
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