Suite Borne C254Ec
1. Énoncé du problème : Soit la suite $(u_n)$ définie par $u_0 = \frac{1}{3}$ et $u_{n+1} = \frac{2u_n}{u_n + 1}$ pour tout $n \in \mathbb{N}$. Montrer que pour tout $n$, $0 < u_n < 1$.
2. Formule et règles importantes : La suite est définie par une relation de récurrence. Pour montrer que $0 < u_n < 1$, on utilisera la récurrence mathématique.
3. Initialisation : Pour $n=0$, $u_0 = \frac{1}{3}$, clairement $0 < \frac{1}{3} < 1$.
4. Hérédité : Supposons que pour un certain $n$, $0 < u_n < 1$. Montrons que $0 < u_{n+1} < 1$.
5. Calcul de $u_{n+1}$ :
$$
0 < u_n < 1 \implies u_n + 1 > 1 > 0
$$
Donc le dénominateur est positif.
6. Puisque $u_n > 0$, le numérateur $2u_n > 0$, donc $u_{n+1} = \frac{2u_n}{u_n + 1} > 0$.
7. Pour la borne supérieure :
$$
u_{n+1} = \frac{2u_n}{u_n + 1} < \frac{2 \times 1}{1 + 1} = 1
$$
car $u_n < 1$.
8. Conclusion par récurrence : Pour tout $n$, $0 < u_n < 1$.
Réponse finale :
$$
\boxed{0 < u_n < 1 \text{ pour tout } n \in \mathbb{N}}
$$