1. u1=2, u2=25, u3=38 ; v1=2+1=3, v2=25+31=617, v3=38+121=411.
2. un+1−un=(n+1)!1>0 : (un) est strictement croissante.
3.a Idée : tout ramener au dénominateur (n+2)!, en utilisant (n+2)!=(n+2)(n+1)!.
vn+1−vn=(n+1)!1+(n+2)!2−(n+1)!2 =(n+2)!2−(n+2)=−(n+2)!n 3.b Pour n≥1, −(n+2)!n<0 : (vn) est strictement décroissante. (Prolongée à n=0, la formule donnerait v0=v1=3 : c'est pourquoi l'énoncé démarre à n=1.)
4.a Montrons par récurrence que pour tout n∈N, (n+1)!≥2n. Initialisation : 1!=1=20. Supposons que (n+1)!≥2n et montrons que (n+2)!≥2n+1 : (n+2)!=(n+2)(n+1)!≥2⋅2n car n+2≥2. Conclusion : (n+1)!≥2n pour tout n∈N.
4.b 0<vn−un=(n+1)!2≤2n2 et 2n2→0 : par les gendarmes, vn−un→0. Comme (un) est croissante et (vn) décroissante, les suites sont adjacentes ; elles convergent vers une même limite ℓ.
5.a Idée : la stricte monotonie donne des inégalités strictes. Pour n≥1, un<un+1≤ℓ (car (un) croît vers ℓ) et ℓ≤vn+1<vn. D'où un<ℓ<vn.
5.b vn−un=(n+1)!2<3×10−3⟺(n+1)!>666,6… ; 6!=720 convient et 5!=120 non, donc n=5 : u5=60163 et v5=360979, d'écart 3601≈2,8×10−3.
60163<ℓ<360979 soit 2,7166…<ℓ<2,7194… : on admet que cette limite est le nombre e≈2,71828.