Fiche de synthèse — Les suites
1. Suites arithmétiques et géométriques
Suite arithmétique
Une suite est arithmétique de raison si :
Son terme général est :
ou, si le premier terme est :
La somme de termes consécutifs est :
Suite géométrique
Une suite est géométrique de raison si :
Son terme général est :
ou, si le premier terme est :
Pour , la somme de termes consécutifs est :
2. Sens de variation
Pour étudier le sens de variation d'une suite, on peut étudier le signe de :
- Si , la suite est croissante.
- Si , la suite est décroissante.
- Si pour tout , la suite est constante.
Pour une suite géométrique à termes strictement positifs, on peut aussi comparer le quotient :
- Si ce quotient est supérieur ou égal à , la suite est croissante.
- S'il est inférieur ou égal à , la suite est décroissante.
Attention : le signe doit être établi pour tous les rangs concernés.
3. Majorants, minorants et convergence
-
Suite majorée : la suite ne dépassera jamais un nombre réel qu'on va appeler ici tel que, pour tout , .
-
Suite minorée : la suite ne sera jamais inférieure à un nombre réel qu'on va appeler ici tel que, pour tout , .
-
Suite bornée : elle est à la fois majorée et minorée.
Théorème de convergence monotone
- Toute suite croissante et majorée converge.
- Toute suite décroissante et minorée converge.
Une suite croissante non majorée tend vers .
Une suite décroissante non minorée tend vers .
Attention : une suite bornée n'est pas nécessairement convergente.
4. Limites usuelles
Suites géométriques
Pour une suite de la forme :
- Si , alors .
- Si , alors .
- Si , alors .
- Si , la suite n'a pas de limite.
Autres limites de référence
Pour tout réel :
Pour tout réel :
5. Théorèmes de comparaison et d'encadrement
Théorèmes de comparaison
Si, à partir d'un certain rang, :
- Si , alors .
- Si , alors .
Théorème des gendarmes
Si, à partir d'un certain rang :
et si :
alors :
6. Démonstration par récurrence
Pour démontrer une propriété pour tout entier :
- Initialisation : vérifier que est vraie.
- Hérédité : supposer vraie et démontrer que est vraie.
- Conclusion : affirmer que est vraie pour tout entier .
Attention : l'hypothèse de récurrence doit être explicitement utilisée dans l'étape d'hérédité.
7. Réflexes essentiels
- Étudier les variations : comparer et .
- Démontrer une propriété à tout rang : penser à la récurrence.
- Montrer qu'une suite converge : rechercher une monotonie et une borne adaptée.
- Déterminer une limite : reconnaître une limite usuelle ou identifier le théorème approprié.
- Utiliser un théorème : vérifier toutes ses hypothèses avant de conclure.
- Suite définie par récurrence : ne pas confondre relation de récurrence et expression explicite.
À retenir : connaître un résultat ne suffit pas. Il faut aussi savoir quand l'utiliser et quelles conclusions il permet de tirer.