\'Etant donnés trois nombres réels $\lambda$, $a$, $b$, on considère la suite $(u_n)$ définie par les conditions suivantes: $$u_0=\lambda\hbox{ et } \forall n \in\N,\, 4u_{n+1}=3u_n^2-2(a+b)u_n+ab+2(a+b)$$ La suite $(u_n)$ est dite \emph{associée} à $\lambda$, $a$, $b$.\\ Les deux parties suivantes sont indépendantes. \paragraph{A --} Dans cette partie, on suppose que $a<b<2$. \begin{enumerate} \item Montrer que, lorsqu'elle existe, la limite de la suite $(u_n)$ associée à $\lambda$, $a$, $b$ est une solution de l'équation $$3x^2-2(2+a+b)x+ab+2(a+b)=0$$ \item On considère la fonction polynôme $f$ définie pour tout $x$ réel par $$f(x)=3x^2-2(2+a+b)x+ab+2(a+b)$$ Déterminer la primitive $g$ de $f$ qui s'annule pour $x=2$ et montrer que $g$ a exactement trois zéros que l'on précisera. \item En déduire que, lorsqu'elle existe, la limite $\ell$ de la suite associée à $\lambda$, $a$, $b$ vérifie l'une des deux inégalités $$a<\ell<b \hbox{ ou } b<\ell<2$$ (On pourra utiliser le théorème de Rolle). \end{enumerate} \paragraph{B --} Dans cette partie, on suppose que $a=b=2$. \begin{enumerate} \item Montrer que si la suite $(u_n)$ associée à $\lambda$, $2$, $2$ converge, sa limite est égale à $2$. \item Montrer que, pour tout $\lambda\in\R$, la suite $(u_n)$ associée à $\lambda$, $2$, $2$ est croissante. \item Montrer que la suite $(u_n)$ associée à $\lambda$, $2$, $2$ est convergente lorsque $\lambda\in ]\frac23,2[$. \item Montrer que la suite $(u_n)$ associée à $\lambda$, $2$, $2$ est divergente lorsque $\lambda\not\in [\frac23,2]$. \item Préciser les cas $\lambda=\frac23$ ou $\lambda=2$. \end{enumerate} |