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Comment calculer une suite arithmétique exemple ?
Exemple : Considérons une suite numérique (un) où la différence entre un terme et son précédent reste constante et égale à 5. Si le premier terme est égal à 3, les premiers termes successifs sont : u0 = 3, u1 = 8, u2 = 13, u3 = 18. Une telle suite est appelée une suite arithmétique de raison 5 et de premier terme 3.
Comment savoir si des suites sont arithmétiques ?
Si la suite est une suite arithmétique, le nombre réel r s’appelle la raison de cette suite. Autrement dit, une suite est arithmétique si et seulement si chaque terme s’obtient en ajoutant au terme précédent un nombre réel r, toujours le même.
Quelles sont les suites arithmétiques ?
En mathématiques, une suite arithmétique est une suite (le plus souvent une suite de réels) dans laquelle chaque terme permet de déduire le suivant en lui ajoutant une constante appelée raison.
Comment comprendre les suites en maths ?
Définition d’une suite numérique
On peut lire la définition de la manière suivante : une suite numérique u est une fonction définie sur N, à valeurs dans R, qui à tout entier naturel n associe le nombre réel « u de n », aussi noté « u indice n ».
Comment calculer la somme des premiers termes d’une suite arithmétique ?
La somme des termes consécutifs d’une suite arithmétique est la moyenne du premier et du dernier terme (donc leur somme divisée par 2), multipliée par le nombre de termes.
Comment calculer u50 ?
De plus, u50 = u0 +50r, soit u0 = u50 −50r = 406−50×8 = 6 2.
Comment calculer les suites ?
On considère une suite (un) définie pour tout entier naturel n par un+1=f(un) où f est une fonction donnée. De plus, le premier terme u0 est également connu. Si l’exercice demande de calculer u1, on peut se servir de la relation un+1=f(un) en remplaçant n par 0. On obtient alors u0+1=f(u0), c’est à dire u1=f(u0).
Quel est le nombre manquant 10 20 40 80-160 ?
Solution 3. La suite est 10, 20, 40, 80, 160. La somme est 310.
Comment expliquer une suite ?
Une suite géométrique est une suite telle que chaque terme se déduit du précédent par la multiplication par un réel constant (également appelé la raison de la suite). Pour montrer qu’une suite (Vn) est géométrique, on montre qu’il existe un réel q constant tel que, pour tout entier n, V_{n + 1} = q \times V_n.
Quel est le type de suite ?
Tu dois savoir qu’il y a 2 types de suites que l’on utilise souvent : les suites géométriques et les suites arithmétiques. Une suite arithmétique, c’est quand on fait « +r » à chaque nouveau terme, avec r qui est un réel.
Comment calculer la suite ?
On considère une suite (un) définie pour tout entier naturel n par un+1=f(un) où f est une fonction donnée. De plus, le premier terme u0 est également connu. Si l’exercice demande de calculer u1, on peut se servir de la relation un+1=f(un) en remplaçant n par 0. On obtient alors u0+1=f(u0), c’est à dire u1=f(u0).
Comment calculer la somme d’une suite ?
La somme des termes d’une suite géométrique un, entre les indices p et n, est donnée par la formule suivante : up+up+1+… +un=up⋅1-qn-p+11-q, q est la raison de la suite.
Comment calculer u1 u2 u3 ?
Ici, dans les expressions obtenues, on aura u1 en fonction de u0 ; u2 en fonction de u1 ; u3 en fonction de u2… Comme u0 = 1, on a u0+1 = −3u0 +2 soit u1 = −3×1+2 = −1 u1+1 = −3u1 +2 soit u2 = −3×(−1)+2 = 5 u3 = −3u2 +2 = −3×5+2 = −13 u4 = −3u3 +2 = −3×(−13)+2 = 41 u5 = −3u4 +2 = −3×41+2 = −121. 2.
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Suites arithmetiques et géométriques – Cours maths 1ère – Educastream
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Suites arithmétiques
Suites géométriques
Sommaires
Suite arithmétique — Wikipédia
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Terme général[modifier modifier le code]
Sens de variation et convergence[modifier modifier le code]
Somme des termes[modifier modifier le code]
Suites arithmétiques remarquables[modifier modifier le code]
Notes et références[modifier modifier le code]
Articles connexes[modifier modifier le code]
Les suites numériques : cours 1re – Mathématiques – SchoolMouv
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Modes de génération d’une suite numérique et représentation graphique
Sens de variation d’une suite
Notion de limite d’une suite numérique
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exercices corrigés suites arithmétiques géométriques pdf
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Exercice 1
Exercice 2
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Suites arithmetiques et géométriques
Cours maths 1ère S
Suites arithmetiques et géométriques
Suites arithmetiques et géométriques
Les suites
Les suites arithmétiques et les suites géométriques sont des suites particulières qui servent à modéliser bon nombre de situations de la vie courante.
Par exemple, les suites arithmétiques permettent de décrire l’amortissement des matériels informatiques achetés par une entreprise .
Les placements financiers avec taux d’intérêts ou les prêts bancaires sont modélisés avec des suites géométriques.
Suites arithmétiques
Définition :
Une suite est une suite arithmétique si et seulement si il existe un nombre réel r tel que, pour tout on ait
Si la suite est une suite arithmétique, le nombre réel r s’appelle la raison de cette suite.
Autrement dit, une suite est arithmétique si et seulement si chaque terme s’obtient en ajoutant au terme précédent un nombre réel r, toujours le même.
U n suite arithmétique ?
• Quelques points importants à retenir
Pour montrer qu’une suite est une suite arithmétique, il faut donc montrer qu’une suite est une suite arithmétique, il faut donc montrer qu’il existe un nombre réel r indépendant de n tel que, pour tout ,
Autrement dit, il faut montrer que la différence est constante :
Pour montrer qu’une suite n’est pas une suite arithmétique, il suffit de montrer que, sur les premiers termes par exemple, la différence n’est pas constante.
• Attention !
Pour montrer qu’une suite est une suite arithmétique, il ne suffit pas de vérifier que la différence est constante sur les premiers termes. Il faut le montrer pour tout entier n.
Exemples
1) La suite de tous les nombres entiers naturels est une suite arithmétique de premier terme 0 et de raison 1 :
2) La suite de tous les nombres entiers naturels pairs est une suite arithmétique de premier terme 0 et de raison 2 :
Expression du terme général en fonction de n
Remarque
Soit une suite arithmétique de raison r. Puisque, pour tout
le terme général est de la forme u n = ƒ(n)
ou ƒ est la fonction définie par ƒ(x) = u 0 + xr.
On peut donc calculer directement n’importe quel terme la suite.
De plus, comme la fonction ƒ est une fonction affine, une suite arithmétique de raison r est représentée dans le plan par des points alignés sur une droite de coefficient directeur r.
Représentation de la suite arithmétique de premier terme 0 et de raison 2 :
0, 2, 4, 6, 8……
Sens de variation d’une suite arithmétique
Soit une suite arithmétique de raison r. Alors on a, pour tout
On en déduit :
• Si r > 0, la suite est strictement croissante.
• Si r • Si r = 0, la suite est constante.
Somme des termes d’une suite arithmétique
Exemple fondamental
Calcul de la somme S n = 1 + 2 +…+ n
Avant de calculer cette somme rappelons l’anecdote relative au calcul de S100 par Gauss.
Carl Friedrich Gauss (30 Avril 1777 à Brunswick – 23 Février 1855 à Göttingen) fut non seulement un illustre mathématicien (il était surnommé « le Prince des mathématiques » ) mais aussi un physicien (il fit de nombreux travaux et publications en électricité, optique et magnétisme, théorie du potentiel) et un astronome réputé.
Un jour de 1786, à l’école primaire, le professeur qui voulait occuper ses élèves pendant un moment, leur demanda d’écrire tous les nombres de 1 à 100 et d’en calculer la somme.
Très peu de temps après, le jeune Carl Friedrich Gauss qui n’était âgé que de 9 ans alla le voir et lui montra sa réponse, 5050, qui était exacte.
Son professeur, stupéfait, lui demanda comment il avait fait pour trouver cette réponse aussi rapidement.
Suites géométriques
Définition :
Soit est une suite géométrique si et seulement s’il existe un nombre réel non nul q tel que, pour tout , on ait
Si la suite est une suite géométrique, le nombre q s’appelle la raison de cette suite.
U n suite géométrique ?
Autrement dit, une suite est géométrique si et seulement si chaque terme s’obtient en multipliant le précédent par un nombre réel q, toujours le même.
Pour montrer qu’une suite est géométrique, il faut donc montrer qu’il existe un nombre réel non nul q indépendant de n tel que, pour tout
Autrement dit, il faut montrer que le quotient est constant :
Pour montrer qu’une suite n’est pas géométrique, il suffit de montrer que, sur les premiers termes par exemple, le quotient n’est pas constant.
Suite géométrique
• Attention !
Pour montrer qu’une suite est géométrique, il ne suffit pas de vérifier que, le quotient est constant sur les premiers termes de la suite.
Il faut le montrer pout tout entier n.
Exemple
Expression du terme général en fonction de n
On a la propriété suivante :
Propriété :
Soit une suite géométrique de raison q
Alors,
Pour tout
Pour tout
Pour tout couple (n,p) d’entiers naturels,
Signe du terme général d’une suite géométrique
Soit une suite géométrique de raison q, où q ≠ 0.
On a u n = u 0 x qn.
• Si q > 0, alors un, est du signe de u 0 .
• Si q
Les termes de la suite sont, dans ce cas, alternativement positifs et négatifs : u n est du signe de u 0 si n est pair et un est de signe opposé à u 0 si n est impair.
Sens de variation d’une suite géométrique
Soit une suite géométrique de raison q, où q ≠ 0.
Nous avons vu que si q n’est donc pas monotone.
Supposons donc que q > 0.
Comme on a :
&bullet Si q > 1 et un > 0, c’est à dire u0 > 0, alors la suite est strictement croissante.
&bullet Si q > 1 et un est strictement décroissante.
&bullet Si 0 0, c’est à dire u0 > 0, alors la suite est strictement décroissante.
&bullet Si 0 est strictement croissante.
Remarque :
Ces résultats généraux sur le sens de variation d’une suite géométrique ne sont pas à apprendre mais il faut savoir les retrouver dans l’étude de cas particuliers.
Suite arithmétique — Wikipédia
1, 3, 5, 7, 9, 11, 13… impairs
est arithmétique de raison 2. La suite des nombres est arithmétique de raison 2.
En mathématiques, une suite arithmétique est une suite (le plus souvent une suite de réels) dans laquelle chaque terme permet de déduire le suivant en lui ajoutant une constante appelée raison.
Cette définition peut s’écrire sous la forme d’une relation de récurrence, pour chaque indice n :
u n + 1 = u n + r {\displaystyle u_{n+1}=u_{n}+r}
Cette relation est caractéristique de la progression arithmétique ou croissance linéaire. Elle décrit bien les phénomènes dont la variation est constante au cours du temps, comme l’évolution d’un compte bancaire à intérêts simples.
Les suites arithmétiques satisfont une formule générale pour le calcul des termes ainsi que pour la série associée.
Si (E, +) est un groupe — ou même seulement un ensemble muni d’une loi associative — et si ( u n ) n ∈ N {\displaystyle (u_{n})_{n\in \mathbb {N} }} est une suite arithmétique de E de raison r alors, pour tout entier naturel n :
u n = u 0 + n r . {\displaystyle u_{n}=u_{0}+nr.}
Plus généralement, si la suite n’est définie qu’à partir de l’indice n₀ et si n ≥ p ≥ n₀ alors : u n = u p + ( n − p ) r . {\displaystyle u_{n}=u_{p}+(n-p)r.}
Une suite arithmétique est donc entièrement déterminée par la donnée de son premier terme u n₀ et de sa raison r.
Réciproquement, une suite définie à partir de l’indice n₀ par u n = u n 0 + ( n − n 0 ) r {\displaystyle u_{n}=u_{n_{0}}+(n-n_{0})r} est arithmétique de raison r.
En analyse réelle ou complexe, la suite arithmétique est donc l’aspect discret de la fonction affine.
Sens de variation et convergence [ modifier | modifier le code ]
Ce paragraphe concerne les suites arithmétiques à valeurs réelles et utilise que les réels forment un corps archimédien.
Si r > 0, la suite est croissante ; si r < 0, la suite est décroissante et si r = 0 la suite est constante. En général (si r est non nul), la suite arithmétique est divergente. Cependant elle admet une limite : si la raison est positive ( r > 0), la limite est +∞ ;
> 0), la limite est ; si la raison est négative ( r < 0), la limite est –∞ ; < 0), la limite est ; si la raison est nulle (r = 0), la suite est constante et converge donc vers la constante. Somme des termes [ modifier | modifier le code ] Si E = ℝ ou ℂ et si ( u n ) n ∈ N {\displaystyle (u_{n})_{n\in \mathbb {N} }} est une suite arithmétique de E alors, toute somme de termes consécutifs est égale au nombre de ces termes multiplié par la moyenne des deux termes extrêmes. Par exemple : u 0 + u 1 + ⋯ + u n = ( n + 1 ) u 0 + u n 2 = ( n + 1 ) 2 u 0 + n r 2 . {\displaystyle u_{0}+u_{1}+\cdots +u_{n}=(n+1){u_{0}+u_{n} \over 2}=(n+1){2u_{0}+nr \over 2}.} Le cas particulier u₀ = 0 et r = 1 est la formule donnant la somme des entiers de 1 à n, dont diverses preuves sont présentées dans les deux articles détaillés. Il permet de montrer le cas général : u p + u p + 1 + ⋯ + u n = ( n − p + 1 ) u p + u n 2 = ( n − p + 1 ) 2 u p + ( n − p ) r 2 . {\displaystyle u_{p}+u_{p+1}+\cdots +u_{n}=(n-p+1){u_{p}+u_{n} \over 2}=(n-p+1){2u_{p}+(n-p)r \over 2}.} Démonstration Posons q = n – p. Alors, u p + u p + 1 + ⋯ + u n = u p + ( u p + r ) + ⋯ + ( u p + r q ) = ( q + 1 ) u p + r ( 1 + ⋯ + q ) = ( q + 1 ) u p + r q ( q + 1 ) 2 = ( q + 1 ) 2 u p + r q 2 = ( q + 1 ) u p + u n 2 = Nombre de termes × premier terme + dernier terme 2 . {\displaystyle {\begin{aligned}u_{p}+u_{p+1}+\cdots +u_{n}&=u_{p}+(u_{p}+r)+\cdots +(u_{p}+rq)\\&=(q+1)u_{p}+r(1+\cdots +q)\\&=(q+1)u_{p}+r{\frac {q(q+1)}{2}}\\&=(q+1){\frac {2u_{p}+rq}{2}}\\&=(q+1){u_{p}+u_{n} \over 2}\\&={\text{Nombre de termes}}\times {{\text{premier terme}}+{\text{dernier terme}} \over 2}.\end{aligned}}} Cette formule se généralise à toute suite à valeurs dans un espace vectoriel sur un corps commutatif de caractéristique différente de 2 {\displaystyle 2} . Suites arithmétiques remarquables [ modifier | modifier le code ] Ensemble des entiers naturels [ modifier | modifier le code ] L'ensemble ℕ des nombres entiers naturels est une suite arithmétique infinie, de raison 1. Suite arithmétique de nombres premiers [ modifier | modifier le code ] En 2004, Ben Joseph Green et Terence Tao ont démontré qu'il existait des suites arithmétiques de nombres premiers de longueur arbitraire finie, sans toutefois donner de moyen pour les trouver. Par exemple : suite arithmétique de trois nombres premiers de la forme 3 + 2 n , avec n = 0 à 2 : 3, 5, 7 ; , avec = 0 à 2 : 3, 5, 7 ; suite arithmétique de cinq nombres premiers de la forme 5 + 6 n , avec n = 0 à 4 : 5, 11, 17, 23, 29 ; , avec = 0 à 4 : 5, 11, 17, 23, 29 ; suite arithmétique de sept nombres premiers de la forme 7 + 150n, avec n = 0 à 6 : 7, 157, 307, 457, 607, 757, 907. Les plus longues suites arithmétiques de nombres premiers connues au sont au nombre de trois et possèdent 26 éléments chacune[1]. Notes et références [ modifier | modifier le code ]
Les suites numériques : cours 1re
Introduction : Les suites peuvent sembler une nouveauté, en classe de première. Pourtant, même si elles ne sont pas nommées ainsi, elles font partie du quotidien. Par exemple, la liste des entiers naturels impairs rangés dans l’ordre croissant 1 , 3 , 5 , 7 , 9… 1,\ 3,\ 5,\ 7,\ 9… 1, 3, 5, 7, 9… est une suite numérique. Nous allons tout d’abord parler des modes de génération d’une suite numérique et nous verrons comment représenter graphiquement une telle suite.
Nous continuerons avec le sens de variation, puis nous introduirons la notion de limite d’une suite numérique.
Modes de génération d’une suite numérique et représentation graphique
Définition d’une suite numérique
Définition Suite numérique : Une suite numérique u u u est une fonction définie sur N \mathbb N N, à valeurs dans R \mathbb R R : u : N ↦ R n ↦ u ( n ) , aussi not e ˊ u n \begin{aligned} u:\mathbb N&\mapsto\mathbb R \ n&\mapsto u(n)\text{, aussi noté }u_n \end{aligned} u:Nn↦R↦u(n), aussi noteˊ un
Astuce On peut lire la définition de la manière suivante : une suite numérique u u u est une fonction définie sur N \mathbb N N, à valeurs dans R \mathbb R R, qui à tout entier naturel n n n associe le nombre réel « u u u de n n n », aussi noté « u u u indice n n n ».
À retenir Pour tout entier naturel n n n, le nombre u ( n ) u(n) u(n) est appelé terme de rang n n n ou terme général de la suite. On note alors cette suite ( u n ) n ∈ N (un){n\in\mathbb N} (un)n∈N, ou ( u n ) n ≥ 0 (un){n\geq0} (un)n≥0, ou encore ( u n ) (u_n) (un).
Exemple :
La liste 5 ; 10 ; 15 ; 20 ; 25 5\ ; 10\ ; 15\ ; 20\ ; 25 5 ;10 ;15 ;20 ;25… correspond à la suite ( u n ) (un) (un) telle que : u 0 = 5 ; u 1 = 10 ; u 2 = 15 ; u 3 = 20 u0=5\ ;\ u1=10\ ;\ u2=15\ ;\ u_3=20 u0=5 ; u1=10 ; u2=15 ; u3=20…
On dit que 5 5 5 est le terme de rang 0 0 0 ; 10 10 10 est le terme de rang 1 1 1 ; 15 15 15 est le terme de rang 2 2 2…
Attention La notation des suites doit être soignée : une notation approximative peut créer des confusions.
Suite définie par une formule explicite u n = f ( n ) u_n=f(n) un=f(n)
Définition Suite définie par une formule explicite : Une suite est définie par une formule explicite lorsque u n u_n un s’exprime directement en fonction de n n n. Dans ce cas, on peut calculer chaque terme à partir de son indice.
Exemple :
Pour tout entier naturel n n n, on a u n = 2 n + 6 = f ( n ) un=\sqrt{2n+6}=f(n) un=2n+6 =f(n). Alors : u 0 = 2 × 0 + 6 = 6 u 1 = 2 × 1 + 6 = 8 u 2 = 2 × 2 + 6 = 10 … u 47 = 2 × 47 + 6 = 100 = 10 \begin{aligned}u0&=\sqrt{2×0+6}=\sqrt6 \ u1&=\sqrt{2×1+6}=\sqrt8 \ u2&=\sqrt{2×2+6}=\sqrt{10} \ …\ u_{47}&=\sqrt{2×47+6}=\sqrt{100}=10\end{aligned} u0u1u2…u47=2×0+6 =6 =2×1+6 =8 =2×2+6 =10 =2×47+6 =100 =10
Définition Suite définie par une formule explicite (suite) : Une suite numérique u n un un définie par une formule explicite se représente par un nuage de points de coordonnées ( n ; u n ) (n\ ; un) (n ;un). Suite définie par une formule explicite
La représentation graphique de la suite u u u est formée des points A 0 , A 1 , A 2 A0,\ A1,\ A_2 A0, A1, A2…
On peut constater que tous ces points sont sur la courbe représentative de la fonction f f f puisque u n = f ( n ) u_n=f(n) un=f(n).
Représenter une suite définie par une formule explicite
Le terme u k uk uk de la suite est l’ordonnée du point A k Ak Ak d’abscisse k k k.
Suite définie par une relation de récurrence u n + 1 = f ( u n ) u{n+1}=f(un) un+1=f(un)
Définition Suite définie par une relation de récurrence : Une suite est définie par une relation de récurrence quand elle est définie par la donnée de : son premier terme ;
; une relation qui permet de calculer chaque terme à partir du précédent.
Contrairement à une formule explicite, une relation de récurrence ne permet pas de calculer directement un terme de rang donné sans avoir calculé tous les termes qui le précèdent.
Exemple :
On considère la suite ( u n ) (un) (un) définie par { u 0 = − 1 , 5 u n + 1 = 4 u n + 8 \begin{cases} u0&=-1,5 \ u{n+1}&=\sqrt{4un+8} \end{cases} {u0un+1=−1,5=4un+8
Pour calculer u 1 u1 u1, on utilise la valeur de u 0 u0 u0, ainsi : u 1 = 4 u 0 + 8 = 4 × ( − 1 , 5 ) + 8 = 2 u1\begin{aligned}&=\sqrt{4u0+8}\&=\sqrt{4\times(-1,5)+8}\&=\sqrt 2\end{aligned} u1=4u0+8 =4×(−1,5)+8 =2
Pour calculer u 2 u2 u2, on utilise la valeur de u 1 u1 u1, ainsi : u 2 = 4 u 1 + 8 = 4 × 2 + 8 = 4 2 + 8 u2\begin {aligned}&=\sqrt{4{u1}+8}\&=\sqrt{4×\sqrt 2+8}\&=\sqrt{4\sqrt 2+8}\end{aligned} u2=4u1+8 =4×2 +8 =42 +8
Représentation graphique d’une suite
Pour représenter graphiquement une suite définie par une relation de récurrence, il faut commencer par tracer dans un repère la fonction f f f concernée.
Ici, il s’agit de la fonction f ( x ) = 4 x + 8 f(x)=\sqrt{4x+8} f(x)=4x+8 .
Tracer également la droite y = x y=x y = x qui permettra de reporter les termes de la suite sur l’axe des abscisses.
Représenter une suite définie par une relation de récurrence (étapes 1 et 2)
Placer u 0 u_0 u 0 sur l’axe des abscisses.
u 1 = f ( u 0 ) u1 = f(u0) u1=f(u0) ; u 1 u1 u1 est l’image de u 0 u0 u0 par la fonction f f f.
Représenter une suite définie par une relation de récurrence (étape 3)
Placer u 1 u_1 u 1 sur l’axe des abscisses.
Pour déterminer u 2 = f ( u 1 ) u2=f(u1) u2=f(u1), il faut d’abord reporter u 1 u_1 u1 sur l’axe des abscisses.
Pour cela, il faut utiliser la droite y = x y=x y=x.
Représenter une suite définie par une relation de récurrence (étape 4)
Placer les autres points.
u 2 = f ( u 1 ) u2=f(u1) u2=f(u1) ; u 2 u2 u2 est l’image de u 1 u1 u1 par la fonction f f f.
Pour déterminer u 3 = f ( u 2 ) u3=f(u2) u3=f(u2), il faut d’abord reporter u 2 u_2 u2 sur l’axe des abscisses.
Pour cela, il faut utiliser la droite y = x y=x y=x.
Et ainsi de suite…
Représenter une suite définie par une relation de récurrence (étape 5)
À l’aide d’une calculatrice (Casio ou TI), il est possible de calculer le terme général d’une suite définie par récurrence.
Sens de variation d’une suite
Définition Sens de variation d’une suite : On dit qu’une suite ( u n ) (u_n) (un) définie sur N \mathbb N N est : croissante si et seulement si, pour tout entier naturel n n n , on a u n + 1 ≥ u n u{n+1}\geq un u n + 1 ≥ u n ;
si et seulement si, pour tout entier naturel , on a ; décroissante si et seulement si, pour tout entier naturel n n n , on a u n + 1 ≤ u n u{n+1}\leq un u n + 1 ≤ u n ;
si et seulement si, pour tout entier naturel , on a ; constante si et seulement si, pour tout entier naturel n n n , on a u n + 1 = u n u{n+1}=un u n + 1 = u n .
Attention Pour certaines suites, l’inégalité u n + 1 ≥ u n u{n+1}\geq un un+1≥un n’est vraie que pour n ≥ p n\geq p n≥p, où p p p est un entier ; dans ce cas, on dit que ( u n ) (u_n) (un) n’est croissante qu’à partir du rang p p p.
À retenir Lorsqu’une suite est toujours croissante, ou alors toujours décroissante, on dit qu’elle est monotone.
Suite croissante ou décroissante ?
Pour savoir si une suite est croissante ou décroissante, on étudie le signe de la différence entre deux termes consécutifs quelconques :
si, pour tout entier naturel n n n , on a u n + 1 − u n ≥ 0 u{n+1}-un\geq0 u n + 1 − u n ≥ 0 , alors la suite ( u n ) (u_n) ( u n ) est croissante ;
, on a , alors la suite est croissante ; si, pour tout entier naturel n n n , on a u n + 1 − u n ≤ 0 u{n+1}-un\leq0 u n + 1 − u n ≤ 0 , alors la suite ( u n ) (u_n) ( u n ) est décroissante ;
, on a , alors la suite est décroissante ; si, pour tout entier naturel n n n , on a u n + 1 − u n = 0 u{n+1}-un=0 u n + 1 − u n = 0 , alors la suite ( u n ) (u_n) ( u n ) est constante.
Exemple :
Étudions des variations de la suite ( u n ) (un) (un) définie sur N \mathbb N N par u n = 2 − 3 n un=2-3n un=2−3n.
Calculons u n + 1 − u n u{n+1}-un un+1−un :
u n + 1 − u n = ( 2 − 3 ( n + 1 ) ) − ( 2 − 3 n ) = ( 2 − 3 n − 3 ) − ( 2 − 3 n ) = 2 − 3 n − 3 − 2 + 3 n = − 3 \begin{aligned} u{n+1}-un&=\big(2-3(n+1)\big)-(2-3n) \ &=(2-3n-3)-(2-3n) \ &=2-3n-3-2+3n \ & =-3 \end{aligned} un+1−un=(2−3(n+1))−(2−3n)=(2−3n−3)−(2−3n)=2−3n−3−2+3n=−3.
Ainsi u n + 1 − u n < 0 u{n+1}-un<0 un+1−un<0, donc la suite ( u n ) (u_n) (un) est décroissante. Lorsqu’une suite est définie par une formule explicite de la forme u n = f ( n ) u_n=f(n) un=f(n), il existe une autre méthode pour donner les variations de la suite. On utilise la propriété suivante : Propriété Soit u u u une suite définie pour tout entier n ≥ p n\geq p n≥p par u n = f ( n ) u_n=f(n) un=f(n), où f f f est une fonction définie sur l’intervalle [ p ; + ∞ [ \big[p\ ; +\infty\big[ [p ;+∞[. Si la fonction f f f est croissante sur [ p ; + ∞ [ \big[p\ ; +\infty\big[ [ p ; + ∞ [ , alors la suite u u u est croissante à partir du rang p p p . est croissante sur , alors la suite est croissante à partir du rang . Si la fonction f f f est décroissante sur [ p ; + ∞ [ \big[p\ ; +\infty\big[ [ p ; + ∞ [ , alors la suite u u u est décroissante à partir du rang p p p . Il est possible de trouver le minimum d’une suite de n n n réels à l’aide de la calculatrice (Casio ou TI). Notion de limite d’une suite numérique S’intéresser à la limite d’une suite ( u n ) (un) (un), c’est étudier le comportement des termes u n un un quand on donne à n n n des valeurs entières aussi grandes que l’on veut, ce qui se dit aussi « quand n n n tend vers + ∞ +\infty +∞ ». Avant d’apprendre à calculer des limites en classe de terminale, on se contentera cette année d’approches intuitives et expérimentales. Suite convergente Définition Suite convergente : On dit qu’une suite numérique ( u n ) (un) (un) admet une limite réelle l l l si tous les termes de la suite ( u n ) (un) (un) sont proches de l l l à partir d’un certain rang. On dit alors que la suite est convergente vers l l l. Exemple 1 : Soit la suite u n = 1 n u_n=\dfrac{1}n un=n1 représentée ci-dessous : La suite converge vers 0 Les valeurs de la suite semblent se rapprocher autant que l’on veut d’une valeur « limite » : 0 0 0. On dit que u u u tend vers 0 0 0 quand n n n tend vers + ∞ +\infty +∞, et on note : lim n → + ∞ u n = 0 \lim\limits{n\ \rightarrow\ +\infty}un=0 n → +∞limun=0. La suite u u u converge vers 0 0 0 . Exemple 2 : Soit la suite v n = 4 n − 5 2 n + 3 v_n=\dfrac{4n-5}{2n+3} vn=2n+34n−5. Nous pouvons utiliser un tableur pour voir l’évolution des valeurs de la suite : n n n v n v_n v n 100 100 1 0 0 1 , 9458 1,9458 1 , 9 4 5 8 10 000 10\,000 1 0 0 0 0 1 , 9995 1,9995 1 , 9 9 9 5 100 000 100\,000 1 0 0 0 0 0 1 , 9999 1,9999 1 , 9 9 9 9 Les valeurs de la suite semblent se rapprocher autant que l’on veut d’une valeur « limite » : 2 2 2. On dit que v v v tend vers 2 2 2 quand n n n tend vers + ∞ +\infty +∞, et on note : lim n → + ∞ v n = 2 \lim\limits{n\ \rightarrow\ +\infty }vn=2 n → +∞limvn=2 La suite v n v_n v n converge vers 2 2 2 . Suite divergente Définition Suite divergente : On dit qu’une suite numérique ( u n ) (u_n) (un) est divergente si elle n’est pas convergente. Exemple 1 : Soit la suite u n = n 2 u_n=n^2 un=n2 représentée ci-dessous : La suite diverge Les valeurs de la suite semblent devenir aussi grandes qu’on veut, et on note : lim n → + ∞ u n = + ∞ \lim\limits{n\ \rightarrow\ +\infty}un=+\infty n → +∞limun=+∞. Exemple 2 : Soit la suite v n = 3 n v_n=3^n vn=3n ; on peut utiliser un tableur pour voir l’évolution des valeurs de la suite : n n n v n v_n v n 5 5 5 243 243 2 4 3 10 10 1 0 59 049 59\,049 5 9 0 4 9 50 50 5 0 7 , 2 × 1 0 23 7,2\times10^{23} 7 , 2 × 1 0 2 3 Les valeurs prises par la suite semblent devenir aussi grandes que l’on veut, et on note : lim n → + ∞ v n = + ∞ \lim\limits{n\ \rightarrow\ +\infty}vn=+\infty n → +∞limvn=+∞. La suite v n v_n v n diverge. Exemple 3 : La suite w n = ( − 1 ) n w_n=(-1)^n wn=(−1)n est représentée ci-après : La suite diverge La suite w w w diverge (puisqu’elle ne converge pas), mais n’admet pas de limite.
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