Différence entre une fonction et une suite :
une fonction f : | x ---> f(x) |
avec x appartient aux réels | et f(x) appartient aux réels |
une suite u : | n ---> u(n) |
avec n appartient aux entiers | et u(n) appartient aux réels |
remarque on note u(n) : un
Une suite peut être définie :
- explicitement : Exemple : u(n) = 2 n + 5 (comme on définirait la fonction f(x) = 2 x + 5)
- par récurrence (à partir d'une valeur précédente) :
Exemple : on donne u(0)=5 , puis la relation de récurrence : u(n+1) = u(n) + 2 pour n ≥ 0
- u(0) = 5
- la relation de récurrence avec n = 0 devient u(1) = u(0) + 2 d'où u(1) = 5 + 2 = 7
- la relation de récurrence avec n = 1 devient u(2) = u(1) + 2 d'où u(2) = 7 + 2 = 9
- la relation de récurrence avec n = 2 devient u(3) = u(2) + 2 d'où u(2) = 9 + 2 = 11
- ......
Notations :
- u(n) = un
- pour une suite arithmétique un = u0 + n r : avec r = raison
- définition explicite : un = f(n)
- définition par récurrence : un+1 = f(un) avec u0 donné.
Démontrer qu'une suite est croissante
Il faut démontrer : un < un+1
Soit : un+1 - un > 0
Rappel : pour étudier le signe d'une expression, il faut la factoriser.
Connaissant le signe de chaque facteur, on en déduit le signe du produit ou du quotient.
Exemples de factorisations :
- sens de variation de la suite un = 100*0,2n ?
Remarque : à chaque fois que l'on incrémente n (incrémenter = augmenter de 1)
un est multipliée par 0,2 ( < 1 ) : elle diminue donc.
Démonstration :
un+1 - un = 100*0,2n+1 - 100*0,2n
= 100*0,2n*0,2 - 100*0,2n*1
= 100*0,2n*(0,2 - 1) = -0,8*100*0,2n = -80*0,2n < 0
La suite un = 100*0,2n est décroissante.
REMARQUE : quand on factorise,
toujours vérifier que le développement de la formule obtenue
redonne l'expression de départ.
(tout le monde fait des erreurs, mais grâce à la vérification systématique,
on retrouve les erreurs)
- sens de variation de la suite un = 1 / (2n+5) ?
Remarque : quand n augmente,
on divise par un nombre plus grand : un diminue donc.
Démonstration :
un+1 - un = 1 / (2(n+1)+5) - 1 / (2n+5)
= [(2n+5) - (2(n+1)+5)] / [(2(n+1)+5)*(2n+5)]
... = [2n + 5 -2n -2 -5] / [(2n+2+5)*(2n+5)]
= [-2] / [(2n+7)*(2n+5)] < 0
La suite un = 1 / (2n+5) est décroissante.
ATTENTION : quand on remplace n par (n+1) ne pas oublier de l'entourer de parenthèses !
suites arithmétiques
on donne le premier terme de la suite : u0 par exemple
puis la relation de récurrence pour n > 0 :
un+1 = un + r
on calcule les premiers termes :
en remplaçant n par 0 on obtient u1 = u0 + r
en remplaçant n par 1 on obtient u2 = u1 + r = u0 + 2 r
en remplaçant n par 2 on obtient u3 = u2 + r = u0 + 3 r
... = ...
en remplaçant n par n on obtient un = un-1 + r = u0 + n r (formule explicite)
Comment reconnaître si une suite est arithmétique :
1) un+1 - un = r (avec r constant)
2) un = a + n r (avec a et r constants)
Si r > 0 : la suite est croissante, si r = 0 : la suite est constante, si r < 0 : la suite est décroissante.
Sa représentation graphique est une droite dont on ne garde que les points d'abscisse entière.
exercice :
un est une suite arithmétique de premier terme u1 = 7 et de raison r=3.
Donner l'expression de un pour n ≥ 1 ?
réponse
Quand le premier terme n'est pas u0 mais uk :
u(n=k) | = | uk |
u(n=k+1) | = | uk + r |
u(n=k+2) | = | uk + 2 r |
... | = | ... |
u(n=k+m) | = | uk + m r | = | uk + (n-k) r (formule explicite) |
exercice :
la population d'une ville en 2000 est u2000 = 8000 habitants
elle diminue de 300 habitants par an,
donner la formule explicite de un pour n ≥ 2000
réponse
suites géométriques
on donne le premier terme de la suite : u0 par exemple
puis la relation de récurrence pour n > 0 :
un+1 = un + r
on calcule les premiers termes :
u1 = u0 r
u2 = u1 r = u0 r2
u3 = u2 r = u0 r3
... = ...
un = un-1 r = u0 rn (formule explicite)
Quand le premier terme n'est pas u0 mais uk :
u(n=k) | = | uk |
u(n=k+1) | = | uk × r |
u(n=k+2) | = | uk × r2 |
... | = | ... |
u(n=k+m) | = | uk × rm | = | uk × r(n-k) (formule explicite) |
exercice :
Un capital de 1000 euros est investi le 1er janvier 1996.
Il a un rendement de 10 % par an.
Ces intérêts sont ajoutés au capital chaque année (intérêts composés).
Questions :
Le capital obéït-il à une suite arithmétique ou géométrique ?
réponse
Quelle en est la raison ?
réponse
Calculer la valeur du capital au 1er janvier 2006 ?
réponse
récapitulatif et exercices
suites et séries