This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.
1–10First steps / middle schoolPremiers pas / collège
↪ L’intégrale est positive donc xn+1⩾xn et ainsi notre suite est croissante et admet donc une limite. Supposons qu’elle converge vers l∈R, alors en passant à la limite dans l’équation on trouve l=l+∫l+∞e−x2dx, ce qui est absurde car l’intégrale est strictement positive. Ainsi (xn)n tend vers +∞.
↪ On réécrit l’intégrale en changeant x2 en t, ce qui donne ∫xn2+∞2te−tdt. Pour trouver un équivalent de cette intégrale, on note que la dérivée de l’intégrande est 21e−t(−t1−2t3/21) qui équivaut donc à l’opposé de te−t, soit notre intégrande. On peut alors appliquer le critère d’équivalents sous le signe intégral pour les intégrales convergentes et conclure que xn+1−xn=∫xn2+∞2te−tdtn→+∞∼∫xn2+∞(−2te−t)′dt=2xne−xn2↪ On applique la méthode d'approximation par équation différentielle afin d’intuiter qu’il faut poser yn:=exn+12−exn2. En détaillant le calcul de la limite de (yn)n, on trouve: yn=exn2(exp[(2xne−xn2+o(xne−xn2))⋅(xn+1+xn)]−1)n→+∞⟶1↪ Il ne reste plus qu’à appliquer le théorème de Cesaro pour en déduire que nexn2−ex02=n1k=0∑n−1ykn→+∞⟶1Et ainsi on peut négliger ex02 et trouver que exn2∼n. Les équivalents passent au log car les deux côtés tendent vers l’infini et on conclut finalement que xnn→+∞∼ln(n)