Mathématiques : 2Bac Eco-SGC
Séance 7 (Suites numériques – Partie 2)
Professeur : Mr ETTOUHAMY Abdelhak
Sommaire
I- Critères de convergence
1-1/ Critère 1 (Théorème des gendarmes)
1-2/ Critère 2 (Théorème des gendarmes)
1-3/ Théorème
1-4/ Critère 3
II- Limite d’une suite de type Un+1=f(Un)
III- Limite d’une suite de type Vn=f(Un)
IV- Exercices
4-1/ Exercice 1
4-2/ Exercice 2
4-3/ Exercice 3
4-4/ Exercice 4
I- Critères de convergence
1-1/ Critère 1 (Théorème des gendarmes)
Soient (un), (vn) et (wn) trois suites numériques.
Si, on a vn≤un≤wn pour tout n de I et limvn=limwn=l, alors (un) est convergente et limun=l.
Exemple
I- Critères de convergence
1-2/ Critère 2 (Théorème des gendarmes)
Soient (un) et (vn) deux suites numériques et l un réel.
Si, on a |un-l|≤vn pour tout n de I et limvn=0, alors (un) est convergente et limun=l.
Exemple
I- Critères de convergence
1-3/ Théorème
Si une suite croissante est majorée alors elle est convergente.
Si une suite décroissante est minorée alors elle est convergente.
I- Critères de convergence
1-4/ Critère 3
Soient (un) et (vn) deux suites numériques.
Si on a un≥vn pour tout n de I ,et limvn=+∞, alors limun=+∞.
Si on a un≤vn pour tout n de I et limvn=-∞, alors limun=-∞.
Exemple
II- Limite d’une suite de type Un+1=f(Un)
Propriété
(Un)n∈I est la suite numérique définie par la relation récurrente du type Un+1=f(Un), et de premier terme U0, avec f est une fonction continue sur un intervalle I telle que f(I)⊂I.
Si U0∈I et (Un)n∈I est une suite convergente alors sa limite l est une solution de l’équation f(x)=x.
Exemple
III- Limite d’une suite de type Vn=f(Un)
Propriété
si (Un)n∈I est la suite numérique convergente , et sa limite vaut L , et f est une fonction continue en L,
Alors la suite (Vn)n∈I définie par Vn=f(Un) une suite convergente et sa limite est f(L).
Exemple
IV- Exercices
4-1/ Exercice 1
On considère la fonction h définie sur [1,+∞[ par h(x)=√x
- Étudier la monotonie de h sur [1,+∞[.
- Montrer que h([1,+∞[)⊂[1,+∞[.
- Étudier le signe de h(x)-x sur [1,+∞[.
- Résoudre dans [1,+∞[ l’équation h(x)=x.
On considère la suite (un)n≥0 : {u0=4un+1=h(un) (∀n∈ℕ)
- Montrer par récurrence que (∀n∈ℕ) : un≥1.
- Montrer que (un)n≥0 est décroissante.
- En déduire qu’elle est convergente.
- Calculer la limite de (un)n≥0.
IV- Exercices
4-2/ Exercice 2
Soit (un) une suite numérique définie par : {u0=3un+1=5un-4un (∀n∈ℕ)
- Montrer que (∀n∈ℕ) : 2≤un≤4.
- Étudier la monotonie de la suite (un).
- Montrer que (∀n∈ℕ) :0≤ 4-un+1≤12(4-un).
- En déduire que (∀n∈ℕ) : 0≤4-un≤(12)n.
- Calculer la limite de (un)n≥0.
IV- Exercices
4-3/ Exercice 3
Soit (un) une suite numérique définie par : {u0=1un+1=un33un2+1 (∀n∈ℕ)
- Montrer que (∀n∈ℕ) : un>0.
- Étudier la monotonie de la suite (un). et en déduire qu’elle est convergente
- Montrer que (∀n∈ℕ) : un+1≤13un.
- En déduire que (∀n∈ℕ) : 0<un≤(13)n.
- Calculer limite de (un).
IV- Exercices
4-4/ Exercice 4
Soit f la fonction définie sur ℝ* par : f(x)=12(x+2x)
- Dresser le tableau de variation de f.
On considère la suite (un) définie par u0=32 et un+1=f(un) pour tout n∈ℕ.
- Calculer u1 et u2 (donner les résultats sous forme de fractions irréductibles, puis sous forme décimales arrondies à 10-2 près).
- Démontrer, par récurrence, que (∀n∈ℕ) √2≤un+1≤un≤32
- Démontrer que (∀n∈ℕ) un+1-√2≤12(un-√2).
- En déduire, par récurrence, que pour tout entier n, on a : (∀n∈ℕ) 0<un-√2≤(12)n(u0-√2)
- En déduire la limite de la suite (un).