% bac2022gen-poly-septembre-sujet1-exo2.tex Soit $k$ un nombre réel. On considère la suite $\left(u_n\right)$ définie par son premier terme $u_0$ et pour tout entier naturel $n$, \[u_{n+1} = ku_n\left(1- u_n\right).\] % Les deux parties de cet exercice sont indépendantes. On y étudie deux cas de figure selon les valeurs de $k$. \medskip \textbf{Partie 1} \medskip Dans cette partie, $k = 1,9$ et $u_0 = 0,1$. On a donc, pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1} = 1,9u_n\left(1 - u_n\right)$. \begin{enumerate} \item On considère la fonction $f$ définie sur $[0;1]$ par $f(x) = 1,9x(1 - x)$. \begin{enumerate} \item Étudier les variations de $f$ sur l'intervalle $[0;1]$. \item En déduire que si $x \in [0;1]$ alors $f(x) \in [0;1]$. \end{enumerate} \item Ci-dessous sont représentés les premiers termes de la suite $\left(u_n\right)$ construits à partir de la courbe $\mathcal{C}_f$ de la fonction $f$ et de la droite $D$ d'équation $y = x$. Conjecturer le sens de variation de la suite $\left(u_n\right)$ et sa limite éventuelle. \begin{center} \begin{tikzpicture}[x=10cm,y=10cm,xmin=0,xmax=1.05,xgrille=1,xgrilles=0.5,ymin=0,ymax=0.65,ygrille=1,ygrilles=0.5] \AxesTikz[ElargirOx=0/0,ElargirOy=0/0] \AxexTikz{0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,0.7,0.8,0.9,1} \AxeyTikz{0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6} %labels \draw (0.1,0) node[below=20pt,font=\small] {$u_0$} ; \draw[thick,densely dashed] (0.171,0.171)--(0.171,0) node[below=20pt,font=\small] {$u_1$} ; \draw[thick,densely dashed] (0.269,0.269)--(0.269,0) node[below=20pt,font=\small] {$u_2$} ; \draw[thick,densely dashed] (0.374,0.374)--(0.374,0) node[below=20pt,font=\small] {$u_3$} ; \draw[thick,densely dashed] (0.1,0.171)--(0,0.171) node[left=20pt,font=\small] {$u_1 = f\left(u_0\right)$} ; \ToileRecurrence[Fct={1.9*\x*(1-\x)},No=1,Uno=0.1,Nb=4,AffTermes=false] \draw[thick,magenta] (0.1,0)--(0.1,0.1); %courbe(s) \clip (\xmin,\ymin) rectangle (\xmax,\ymax) ; \draw[very thick,blue,samples=250,domain=0:1] plot (\x,{1.9*\x*(1-\x)}) ; \draw[blue] (0.8,0.3) node[above right,font=\large] {$\mathcal{C}_f$} ; \draw[CouleurVertForet,very thick] (0,0)--(0.65,0.65) node[below right,font=\large] {$D : y=x$} ; \end{tikzpicture} \end{center} \item \begin{enumerate} \item En utilisant les résultats de la question 1., démontrer par récurrence que pour tout entier naturel $n$ : \[0 \leqslant u_n \leqslant u_{n+1} \leqslant \dfrac12.\] \item En déduire que la suite $\left(u_n\right)$ converge. \item Déterminer sa limite. \end{enumerate} \end{enumerate} \textbf{Partie 2} \medskip Dans cette partie, $k= \dfrac12$ et $u_0 = \dfrac14$. On a donc, pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1} = \dfrac12 u_n \left(1 - u_n\right)$ et $u_0 = \dfrac14$. On admet que pour tout entier naturel $n$ : $0 \leqslant u_n \leqslant \left(\dfrac12\right)^n$. \begin{enumerate} \item Démontrer que la suite $\left(u_n\right)$ converge et déterminer sa limite. \item On considère la fonction \textsf{Python} \texttt{algo(p)} où \texttt{p} désigne un entier naturel non nul : \begin{CodePythonLstAlt}*[Largeur=6cm]{center} def algo(p) : u = 1/4 n = 0 while u > 10**(-p) : u = 1/2*u*(1-u) n = n+1 return(u) \end{CodePythonLstAlt} Expliquer pourquoi, pour tout entier naturel non nul \texttt{p}, la boucle \texttt{while} ne tourne pas indéfiniment, ce qui permet à la commande \texttt{algo(p)} de renvoyer une valeur. \end{enumerate}