Mathématiques · Terminale générale

Prouver le comportement d'une suite

L'étude d'une suite combine son mode de définition, ses variations, ses bornes et des théorèmes de convergence. Une observation numérique suggère un comportement ; une preuve établit la monotonie, la majoration ou la limite en respectant le rang de départ.

  1. Identifier la définition et le premier indice.
  2. Étudier variations et bornes.
  3. Choisir un théorème de convergence.
  4. Vérifier la limite et le rang.
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  • 6cartes avec l'accès complet
  • 2sources citées

Objectifs du parcours

Ce que tu vas savoir faire

  • Passer d'une définition explicite à une récurrence et inversement lorsque c'est possible.
  • Démontrer monotonie et bornes par calcul ou récurrence.
  • Utiliser le théorème de convergence monotone.
  • Connaître les limites des suites géométriques.
  • Comparer ou encadrer des suites.
  • Analyser une récurrence et un algorithme de seuil.
Le chapitre en bref

L'étude d'une suite combine son mode de définition, ses variations, ses bornes et des théorèmes de convergence. Une observation numérique suggère un comportement ; une preuve établit la monotonie, la majoration ou la limite en respectant le rang de départ.

1. Lire une suite explicite ou récurrente

Une formule explicite donne directement un ; une récurrence exige une valeur initiale et une règle qui permet de passer d'un rang au suivant. L'ensemble des indices fait partie de la définition.

Pour u0=3 et un+1=0,8un+4, calcule u1 puis u2 sans remplacer un par n.

Écris d'abord le rang calculé, applique la relation une seule fois, puis contrôle l'ordre de grandeur.

2. Démontrer monotonie et bornes

Le signe de un+1un prouve souvent la monotonie. Pour une suite récurrente, une propriété de borne se démontre fréquemment par récurrence avant d'être utilisée dans le signe de la différence.

Si un+1=0,8un+4, alors un+1un=0,2(20−un). La croissance dépend donc de la preuve que un≤20.

Sépare la preuve de la borne et l'étude de la différence ; ne suppose pas ce que tu veux conclure.

3. Utiliser la convergence monotone

Toute suite croissante et majorée converge ; toute suite décroissante et minorée converge. Le théorème garantit l'existence d'une limite mais n'en donne pas automatiquement la valeur.

Une suite croissante et majorée par 20 converge vers un réel ℓ≤20. Il reste à exploiter la relation de récurrence si son passage à la limite est justifié.

Cite les deux hypothèses, conclus « converge », puis seulement cherche la limite.

4. Reconnaître les limites géométriques

La limite de qn dépend de q : elle vaut 0 si |q|<1, vaut 1 si q=1, diverge vers +∞ si q>1 et n'a pas de limite pour q≤−1. Un facteur constant multiplie cette limite lorsqu'il est fini.

La suite 5×0,7n tend vers 0, tandis que (−1,1)n alterne de signe avec une amplitude croissante.

Identifie q, traite son intervalle exact, puis prends en compte le coefficient et les autres termes.

5. Comparer et encadrer

Un encadrement par deux suites de même limite permet d'utiliser le théorème des gendarmes. Une minoration par une suite tendant vers +∞ peut prouver une divergence vers +∞.

Si 0≤un≤3n pour n≥1, alors un→0. Les trois expressions doivent être comparées à partir d'un rang précis.

Écris l'encadrement, les deux limites extérieures et la conclusion avec le nom du théorème.

6. Analyser une récurrence et un seuil

Si un+1=f(un) et un converge vers ℓ, la continuité de f permet d'obtenir ℓ=f(ℓ). Cette équation fournit des limites candidates ; monotonie, bornes ou unicité sélectionnent la bonne.

Pour un+1=0,8un+4, l'équation ℓ=0,8ℓ+4 donne ℓ=20. Un algorithme peut ensuite chercher le premier rang où |un−20|<0,01.

Prouve d'abord la convergence, résous l'équation du point fixe, puis justifie l'arrêt de la boucle.

Erreurs fréquentes

L'essentiel à mémoriser

  • Une récurrence n'est exploitable qu'avec son initialisation et son domaine d'indices.
  • Monotonie et bornes doivent être prouvées pour tous les rangs utiles.
  • Le théorème de convergence monotone prouve l'existence d'une limite, pas sa valeur exacte.
  • Le seul fait que q<1 ne suffit pas : c'est |q|<1 qui assure qn→0.
  • Une comparaison de suites exige un ordre valable à partir d'un rang et des limites compatibles.
  • Résoudre ℓ=f(ℓ) ne prouve pas à lui seul que la suite converge vers ℓ.

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Sources et traçabilité

Dernière vérification : 2026-08-12

  1. Programme de l'enseignement de spécialité de mathématiques de la classe terminale, Ministère de l'Éducation nationale, consulté le 2026-08-12.
  2. Programmes et ressources en mathématiques - voie G, Éduscol, consulté le 2026-08-12.

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