Suite Un Vn 6B77F7
1. **Énoncé du problème :**
Calculer la suite $(v_n)$ puis $(u_n)$ en fonction de $n$ pour la suite $(u_n)$ définie par :
$$u_0 = \sqrt[3]{\frac{2}{7}}, \quad u_{n+1} = \sqrt[3]{(u_n)^3 + \frac{1}{8}}$$
2. **Définition de $v_n$ :**
On pose :
$$v_n = \frac{7}{8}(u_n)^3 - \frac{1}{8}$$
3. **Montrer que $(v_n)$ est une suite géométrique :**
Calculons $v_{n+1}$ :
$$v_{n+1} = \frac{7}{8}(u_{n+1})^3 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8} \left((u_n)^3 + \frac{1}{8}\right) - \frac{1}{8} = \frac{7}{8}(u_n)^3 + \frac{7}{64} - \frac{1}{8}$$
Simplifions les constantes :
$$\frac{7}{64} - \frac{1}{8} = \frac{7}{64} - \frac{8}{64} = -\frac{1}{64}$$
Donc :
$$v_{n+1} = \frac{7}{8}(u_n)^3 - \frac{1}{64}$$
Or, on a :
$$v_n = \frac{7}{8}(u_n)^3 - \frac{1}{8}$$
Pour que $(v_n)$ soit géométrique, on cherche un $q$ tel que :
$$v_{n+1} = q v_n$$
Essayons d'exprimer $v_{n+1}$ en fonction de $v_n$ :
$$v_{n+1} = \frac{7}{8}(u_n)^3 - \frac{1}{64} = v_n + \left(-\frac{1}{64} + \frac{1}{8}\right) = v_n + \frac{7}{64}$$
Ce n'est pas une relation de type géométrique mais une relation affine. Cependant, reprenons la définition de $v_n$ pour vérifier :
$$v_n = \frac{7}{8}(u_n)^3 - \frac{1}{8}$$
Donc :
$$(u_n)^3 = \frac{8}{7} \left(v_n + \frac{1}{8}\right)$$
Utilisons la relation de récurrence :
$$(u_{n+1})^3 = (u_n)^3 + \frac{1}{8} = \frac{8}{7} \left(v_n + \frac{1}{8}\right) + \frac{1}{8} = \frac{8}{7} v_n + 1$$
Calculons $v_{n+1}$ :
$$v_{n+1} = \frac{7}{8} (u_{n+1})^3 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8} \left(\frac{8}{7} v_n + 1\right) - \frac{1}{8} = v_n + \frac{7}{8} - \frac{1}{8} = v_n + \frac{6}{8} = v_n + \frac{3}{4}$$
Donc la suite $(v_n)$ vérifie :
$$v_{n+1} = v_n + \frac{3}{4}$$
C'est une suite arithmétique de raison $r = \frac{3}{4}$.
4. **Calcul de $(v_n)$ en fonction de $n$ :**
La suite arithmétique de premier terme $v_0$ est :
$$v_0 = \frac{7}{8} (u_0)^3 - \frac{1}{8} = \frac{7}{8} \times \frac{2}{7} - \frac{1}{8} = \frac{2}{8} - \frac{1}{8} = \frac{1}{8}$$
Donc :
$$v_n = v_0 + n r = \frac{1}{8} + n \times \frac{3}{4} = \frac{1}{8} + \frac{3n}{4} = \frac{1 + 6n}{8}$$
5. **Calcul de $(u_n)$ en fonction de $n$ :**
On a :
$$v_n = \frac{7}{8} (u_n)^3 - \frac{1}{8} \Rightarrow (u_n)^3 = \frac{8}{7} \left(v_n + \frac{1}{8}\right)$$
Substituons $v_n$ :
$$ (u_n)^3 = \frac{8}{7} \left(\frac{1 + 6n}{8} + \frac{1}{8}\right) = \frac{8}{7} \times \frac{2 + 6n}{8} = \frac{2 + 6n}{7} = \frac{2(1 + 3n)}{7}$$
Donc :
$$u_n = \sqrt[3]{\frac{2(1 + 3n)}{7}}$$
**Réponse finale :**
$$\boxed{u_n = \sqrt[3]{\frac{2(1 + 3n)}{7}}}$$