Terminales spécialité maths : approfondissements (DM)

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ANALYSE

 

Sans prérequis

Irrationalité du nombre d'Euler \(e\)

 

SUITES ET RAISONNEMENT PAR RÉCURRENCE

Une récurrence alternative (utile pour la convexité)

 

Trois récurrences un peu plus difficiles (deux belles inégalités et une sublime inégalité)

 

LIMITE D'UNE SUITE

Divergence de factorielle n

\(\lim\limits_{n \rightarrow + \infty} {n!}=+ \infty\).

 

Le nombre d'Euler en somme infinie

\(e=\lim\limits_{n \rightarrow + \infty} \sum\limits_{k=0}^{n} \frac{1}{k!}\).

 

Suites adjacentes et nombre d'Euler

\(\forall n \geq 2, 2 < \sum\limits_{k=0}^{n} \frac{1}{k!}<e< \sum\limits_{k=0}^{n} \frac{1}{k!} + \frac{1}{n! \times n}\).

 

Croissances comparées

En \(+ \infty\), \(q^n \prec n^k \prec n!\).

 

e et la capitalisation continue (1)

On y démontre que \(\lim\limits_{n \rightarrow +\infty} (1+\frac{1}{n})^n=e\).

 

Méthode de dichotomie

Avec application pour déterminer valeurs approchées de \(\sqrt{2}\), \(e\), \(\ln(2)\), \(\frac{1+\sqrt{5}}{2}\) et \(\pi\).

 

Méthode de Héron

\(u_o>0\), \(u_{n+1}=\frac{1}{2}(u_n+\frac{a}{u_n})\) converge vers \(\sqrt{a}\)

+ étude de la vitesse de convergence et application pour approcher \(\sqrt{2}\).

 

Méthode des sécantes

Avec application pour déterminer valeurs approchées de \(\sqrt{2}\), \(e\), \(\ln(2)\) et \(\frac{1+\sqrt{5}}{2}\).

 

Approximation décimale d'un réel

Tout nombre réel est limite d'une suite de  nombres rationnels.

 

Suites arithmético-géométriques

Étude de la convergence de ces suites.

 

 

LIMITES DE FONCTIONS

Asymptote oblique

Déterminer les éventuelles asymptotes obliques d'une fonction. Etude détaillée des fonctions rationnelles.

 


COMPLÉMENTS SUR LA DÉRIVATION ET LA CONVEXITÉ

Définition algébrique de la convexité

\(f\) est convexe sur \(I\) \(\Longleftrightarrow\) \(\forall (a;b) \in I, \forall \lambda \in [0;1], f(\lambda a + (1-\lambda)b) \leq \lambda f(a) + (1-\lambda) f(b)\).

 

Inégalité de Jensen

\(f\) est convexe sur \(I\) \(\Longrightarrow\) pour tous réels \(x_i\), pour tous réels \(\lambda_i \geq 0\) tels que \(\sum \lambda_i = 1\), \(f(\sum\limits_ {k=1}^{n} \lambda_k x_k) \leq \sum\limits_{k=1}^{n} \lambda_k f(x_k)\).

 

CONTINUITÉ D'UNE FONCTION, APPLICATION AUX SUITES

Convexité, continuité et milieux (1)

Convexité, continuité et milieux (2)

Deux démonstrations du fait que pour démontrer la convexité d’une fonction continue \(f\) sur un intervalle I, il suffit de démontrer que les points milieux des cordes sont situés au-dessus des points de \(C_f\) correspondants.

 

Équation fonctionnelle de Cauchy

\(f(x+y)=f(x)+f(y)\) avec \(f\) dérivable, \(f\) continue.

 

À la racine du nombre d'or

Découverte de \(\phi\) et \(\phi = \sqrt{1+\sqrt{1+\sqrt{1+\sqrt{1+...}}}}\).

 

Méthode de Newton - Raphson - Simpson - Muraille ?

Avec application pour déterminer valeurs approchées de \(\sqrt{2}\), \(e\), \(\ln(2)\), \(\frac{1+\sqrt{5}}{2}\) et \(\pi\).

 

FONCTION LOGARITHME NÉPÉRIEN

Croissance comparée de \(\ln(x)\) et \(x\)

\(\lim\limits_{n \rightarrow +\infty} \frac{\ln(x)}{x}=0\) par le théorème des gendarmes.

 

Dérivabilité de la fonction \(\ln\)

 

Équation fonctionnelle des exponentielles

\(f(x + y)=f(x) f(y)\).

 

Équation fonctionnelle des logarithmes

\(f(x y)=f(x) + f(y)\).

 

e et la capitalisation continue (2)

Une autre démonstration de \(\lim\limits_{n \rightarrow +\infty} (1+\frac{1}{n})^n=e\).

 

Logarithme décimal et nombre de chiffres

 

Algorithme de Vlacq

Déterminer une valeur approchée de \(\log (x)\) avec l'algorithme de l'éditeur hollandais Vlacq.

 

Remboursements à mensualités constantes

 

Algorithme de Briggs

Déterminer une valeur approchée de \(\ln (x)\) avec l'algorithme du mathématicien Briggs.

 

 


PRIMITIVES ET ÉQUATIONS DIFFÉRENTIELLES


 

FONCTIONS TRIGONOMÉTRIQUES

 

CALCUL INTÉGRAL

 

 

 

 

GÉOMÉTRIE

 

GÉOMÉTRIE VECTORIELLE DANS L'ESPACE

Quatre exercices

Alignement dans un tétraèdre (sommet, centres de gravité)
Changement de repère
Fonction vectorielle de Leibniz
Barycentre


ORTHOGONALITÉ ET DISTANCES DANS L'ESPACE


 

REPRÉSENTATIONS PARAMÉTRIQUES ET ÉQUATIONS CARTÉSIENNES


 

 

 

PROBABILITÉS - STATISTIQUES

 

COMBINATOIRE ET DÉNOMBREMENT

L'attaque des anniversaires

Avec applications (cheveux, MP3 et collision pour une fonction de hachage).

 

Poker Texas Hold'em


SUCCESSION D'ÉPREUVES INDÉPENDANTES ET LOI BINOMIALE


SOMME DE VARIABLES ALÉATOIRES


CONCENTRATION ET LOI DES GRANDS NOMBRES

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