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Monotonie, les bornes et les limites d'une suite

Monotonie, les bornes et les limites d'une suite

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Résumés

​​​Monotonie, les bornes et les limites d'une suite

Monotonie

Une suite est appelée monotone si elle est croissante ou décroissante.


Types de monotonies

CROISSANTE

an+1ana_{n+1}\geq a_n​​

Pour tous les termes : le successeur est toujours supérieur ou égal. 

DÉCROISSANTE

​​​an+1ana_{n+1}\le a_n​​

Pour tous les termes : le successeur est toujours inférieur ou égal. 


Déterminer la monotonie

1.

Calcule la valeur de anan+1{a_n-a}_{n+1}

Conseil : pour déterminer an+1a_{n+1} tu peux évaluer ana_{n} pour n+1n+1. 

2.

Simplifie le terme autant que possible. 

3.

Choisis le cas qui convient :

anan+1>0{a_n-a}_{n+1}>0​​

croissante

anan+1<0{a_n-a}_{n+1}<0​​

décroissante

Sinon la suite n’est ni croissante ni décroissante. 


Exemple

an=1na_n=\frac{1}{n}​ avec nNn\in\mathbb{N}


anan+1=1n1n+1=n+1n(n+1)nn(n+1)=1n(n+1)>0{a_n-a}_{n+1}=\frac{1}{n}-\frac{1}{n+1}=\frac{n+1}{n\cdot\left(n+1\right)}-\frac{n}{n\cdot\left(n+1\right)}=\frac{1}{n\cdot\left(n+1\right)}>0​​


La différence est positive pour toutes les valeurs de nn. La suite est décroissante. 


Suites bornées et non bornées

On veut décrire le comportement d’une suite quand nn tend vers l’infini. Une suite est bornée lorsque ses termes ne dépassent jamais une certaine valeur. 


Bornée vers le haut ou vers le bas 

BORNÉE VERS LE HAUT

bhautanb_{haut}\geq a_n​​

Les termes de la suite ne dépassent jamais la valeur bhaut.b_{haut}.

BORNÉE VERS LE BAS

bbasanb_{bas}\le a_n​​

Les termes de la suite ne dépassent jamais la valeur bbasb_{bas}


Limites

Définition

La limite est la valeur dont les termes s’approchent lorsqu’on laisse l’index nn tendre vers l’infini. 


LIMITES POSSIBLES

En cas de convergence :

  • la limite est un nombre (par exemple 00, 11 ou 1-1).

En cas de divergence :

  • la limite est infinie (\infty ou -\infty);
  • n’a pas de valeur définie.

Quand une suite est

  • croissante et bornée vers le haut,
  • décroissante et bornée vers le bas,

elle est convergente.

Mathématiques; Suites; 2e Collège; Monotonie, les bornes et les limites d'une suite


Calculer la limite

Pour les suites explicites.


MÉTHODE

1.

Prends la limite en utilisant la définition de la suite : g=limnang=\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{a_n}

2.

Calcule la valeur de  an\ a_n pour nn\rightarrow\infty: Remplace nn par \infty et calcule avec \infty.


Conseil 1Si tu obtiens \frac{\infty}{\infty}​, 00 \frac{\mathbf{0}}{\mathbf{0}}\ ​ ou 0\infty\cdot\mathbf{0}​, il faut transformer l’expression.

Conseil 2C’est souvent utile de mettre n\mathbf{n}​  en évidence pour les fractions.


Exemple

Limite de an=8n2+412n2a_n=\frac{8n^2+4}{12n^2}


Prends la limite :

g=limn8n2+412n2=82+4122g=\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{\frac{8n^2+4}{12n^2}}=\frac{8\infty^2+4}{12\infty^2}\approx\frac{\infty}{\infty}​​


Transforme l’expression :

limn8n2+412n2=limnn2(8+4n2)12n2exclure n2 et reduire=limn8+4n212=8+42128+012=812=23\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{\frac{8n^2+4}{12n^2}}=\lim\limits_{n→∞}\underbrace{\frac{n^2(8+4n^2)}{12n^2}}_{exclure\ n^2\ et\ reduire}=\lim\limits_{n→∞}\frac{8+4n^2}{12}=\frac{8+\frac{4}{∞^2}}{12}≈\frac{8+0}{12}=\frac{8}{12}=\frac23​​



Théorème sur les limites

Les limites respectent les règles suivantes :


Addition / Soustraction de suites

limn(an±bn)=limnan±limnbn=ga±gb\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{\left(a_n\pm b_n\right)}=\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{a_n}\pm\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{b_n}=g_a\pm g_b​​

Multiplication de suites

limn(anbn)=limnanlimnbn=gagb\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{\left(a_n\cdot b_n\right)}=\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{a_n}\cdot\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{b_n}=g_a\cdot g_b​​

Division de suites

limnanbn=limnanlimnbn=gagb\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{\frac{a_n}{b_n}}=\frac{\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{a_n}}{\lim\limits_{n\rightarrow\infty}{b_n}}=\frac{g_a}{g_b}​​




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Questions fréquemment posées sur les crédits

Qu'est-ce que la limite ?

Qu'est-ce que la monotonie ?

Qu'est-ce qu'une suite bornée ?

Beta

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