Faire des maths

Chapitre 4 — Suites numériques · coursVI Sens de variation d'une suite

Sommaire du chapitre
  1. I — Définition d'une suite
  2. II — Suites définies explicitement
  3. III — Suites définies par récurrence
  4. IV — Programmer une suite définie par récurrence
  5. V — Représentation graphique d'une suite
  6. VI — Sens de variation d'une suite
  7. VII — Suites arithmétiques
  8. VIII — Reconnaître une suite arithmétique
  9. IX — Terme général et variations d'une suite arithmétique
  10. X — Suites géométriques
  11. XI — Reconnaître une suite géométrique
  12. XII — Terme général et variations d'une suite géométrique

Définition 5 — Suite croissante, décroissante

  • est croissante si chaque terme est supérieur ou égal au précédent : pour tout .
  • est décroissante si chaque terme est inférieur ou égal au précédent : pour tout .
  • est constante si pour tout .

Croissante : les points montent

Décroissante : les points descendent

Méthode 6 — Étudier le sens de variation avec

Exemples corrigés

Étudier le sens de variation de chaque suite.

  1. a)
  2. b)
  3. c)
  4. d)
    et
Correction

a)

on lit la différence dans la relation
 : la suite est décroissante.
différence négative : chaque terme est plus petit que le précédent

b)

on remplace par
parenthèses autour de
 : la suite est décroissante.

c)

on remplace par
identité remarquable
Comme , on a .
le signe de la différence dépend de
Donc  : la suite est croissante.

d)

les se simplifient
Un carré est positif, donc  : la suite est croissante.

À vous de jouer

Étudier le sens de variation de chaque suite :

Correction

on remplace par
parenthèses autour de
 : la suite est croissante.

on lit la différence dans la relation
Comme , on a  : , la suite est décroissante.
le signe dépend de

identité remarquable
Comme , on a  : la suite est croissante.

Comme , on a  : la suite est décroissante.
À faire : exercices 24 à 27

Exercice 24 — Conjecturer

Voici les premiers termes de quatre suites. Pour chacune, dire si elle semble croissante, décroissante, ou ni l'une ni l'autre.

  1. a)
     ;  ;  ;  ;
  2. b)
     ;  ;  ;  ;
  3. c)
     ;  ;  ;  ;
  4. d)
     ;  ;  ;  ;
Corrigé
  1. a)
    Les termes augmentent : .
  2. b)
    Les termes diminuent : .
  3. c)
    Ils montent puis descendent : .
  4. d)
    Les termes augmentent : .

Quelques termes ne prouvent rien : c'est une conjecture.

Exercice 25 — Suites définies par récurrence

Étudier le sens de variation de chaque suite à l'aide de .

  1. a)
    et
  2. b)
    et
  3. c)
    et
  4. d)
    et
Corrigé
  1. a)
     : .
  2. b)
     ; un carré est positif, donc  : .
  3. c)
     : .
  4. d)
     ; comme , on a  : .

Avec une relation de récurrence, la différence se lit directement : les se simplifient.

Exercice 26 — Suites définies explicitement

Pour chaque suite, exprimer en fonction de , puis étudier le sens de variation à l'aide de .

  1. a)
  2. b)
  3. c)
  4. d)
Corrigé
  1. a)
    et  : .
  2. b)
    et  : .
  3. c)
    .
     ; comme , on a  : .
  4. d)
    .
     ; comme , on a  : .

On soustrait entre parenthèses : .

Exercice 27 — Conjecture, puis preuve

Soit .

  1. 1)
    Calculer les six premiers termes. Que peut-on conjecturer à partir de  ?
  2. 2)
    Montrer que .
  3. 3)
    Quel est le signe de quand  ? Conclure.
Corrigé
  1. 1°)
     ;  ;  ;  ;  ;  : à partir de , la suite .
  2. 2°)
    .
    .
  3. 3°)
    Pour , on a , donc  : la suite .

 : le signe moins porte sur les trois termes.