.

Comportements d'une suite



Variations - Suites majorées, minorées, bornées - Suites périodiques

1. Quelques exemples
un = 2n - 1
u0 < u1 < u2 < u3 ............. un+1 < un On dira que la suite u est croissante (sous entendu dans N).
un = 1/n
u0 > u1 > u2 > u3 ............. un+1 > un On dira que la suite u est décroissante (sous entendu dans N*).
un = n² -5n
u0 > u1 > u2 < u3 ............. un+1 < un On dira que la suite u est croissante à partir de l'indice 2.
un+1 = 0.5un et u0 = -1
u0 > u1 > u2 > u3 ............. un+1 > un On dira que la suite u est croissante (sous entendu dans N).
2. Définitions
Soit u une suite définie dans N. On dit que
· u est croissante dans N si pour tout entier n de N un+1 ³ un.
· u est décroissante dans N si pour tout entier n de N un+1 £ un.
· u est monotone si elle est croissante dans N ou décroissante dans N

Il est facile d'adapter ces définitions dans le cas où la suite est définie à partir d'un indice n0 .

Remarque
Cette définition est bien cohérente avec celle d'une fonction croissante (ou décroissante) dans un intervalle I.
Vérifions-le.
En utilisant la définition de la croissance d'une fonction on obtient :
En utilisant la définition de la croissance d'une suite on obtient :
(1) pour tout entier p et tout entier q, si p < q, alors up £ uq.
(2) pour tout entier n, un+1 £ un.
Si (1) est vraie, alors (2) est vraie (il suffit de choisir p = n et q = n+1).
Si (2) est vraie, alors (1) est vraie. En effet, on peut écrire up < up+1 < up+2 < ............. uq-1 < uq.
3. En pratique
· Une méthode générale.
On calcule un+1 - un et on étudie son signe.
· si un+1 - un ³ 0 pour tout n ³ n0 , alors la suite est croissante à partir de l'indice n0 .
· si un+1 - un £ 0 pour tout n ³ n0, alors la suite est décroissante à partir de l'indice n0 .
· si un+1 - un est de signe variable sur N, alors la suite est non monotone .
· Le cas des suites définies par un = f(n).

Il est souvent intéressant d'utiliser la propriété suivante :

Si la fonction f est croissante (respectivement décroissante) dans [n0 ; +¥ [, alors la suite u est croissante à partir de l'indice n0 .

Exemple.
Dans l'exemple ci-contre, la suite est définie par
un = 3n² - 16n + 20. La fonction f est donc la fonction trinôme définie par f(x) = 3x² -16x + 20.
La représentation graphique de la suite u est alors l'ensemble des points de F dont l'abscisse est dans N.
La fonction f est croissante dans [ 3 ;
+¥ [, la suite est donc croissante à partir de l'indice 4.
On peut remarquer que
u3 = -1 et u4 = 4. La suite est donc en fait croissante à partir de l'indice 3.

Attention ! .
La réciproque de la propriété ci-dessus liant les variations de f et celles de u est fausse.
En particulier, la fonction f peut être non monotone dans R+ alors que la suite u définie par
un = f(n) est monotone.
Pour vous en convaincre, voyez l'exemple ci-contre où f(x)
= .
La suite est alors définie par
= f(n) = = .

 


· Le cas des suites définies par une relation de récurrence de la forme un+1 = f(un).
Etude d'un exemple.

La suite u est définie par = et la donnée de .
Elle est donc définie par une relation de récurrence de la forme
= où f(x) =
Vous pouvez observer que selon la valeur de
u0, la suite semble être croissante dans N ou décroissante dans N alors que la fonction f est croissante dans R+.

Conclusion.

Dans le cas d'une suite u définie par une relation de récurrence de la forme un+1 = f(un), les variations de u ne se déduisent pas directement de celles de f.
u0 peut être modifié avec la souris

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Source : académie de grenoble.

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