Pour chaque cas ci-dessous, en utilisant la méthode de votre choix, étudier les variations de la suite $(u_n)$ définie pour tout $n\in \mathbb{N}$.
  1. $u_{n}=\dfrac{n+1}{n+2}$

    Étude des variations(différence de deux termes consécutifs)


    Pour étudier les variations de $(u_n)$, il faut comparer $u_{n+1}$ et $u_n$.
    Exprimer $u_{n+1}-u_n$ en fonction de $n$
    Étudier le signe de l'expression obtenue
    Si $u_{n+1}-u_n >0 $ alors$u_{n+1} >u_n$ et donc la suite $(u_n)$ est croissante.
    Si $u_{n+1}-u_n <0 $ alors$u_{n+1} < u_n$ et donc la suite $(u_n)$ est décroissante.

    Variations suite sous forme explicite


    Si $(u_n)$ est définie sous forme explicite, on peut étudier les variations de la fonction associée $f$ telle que $u_n=f(n)$ définie sur $[0;+\infty[$.
    On pose $f$ définie pour $x\geq 0$ telle que $u_n=f(n)$
    On étudie les variations de la fonction $f$
    Si $f$ est croissante alors$(u_n)$ est croissante.
    Si $f$ est décroissante alors$(u_n)$ est décroissante.
    On peut étudier le signe de la dérivée de $f$ définie sur $[0;+\infty[$ telle que $u_n=f(n)$.
    On peut aussi étudier le signe de $u_{n+1}-u_n$
    On pose $f$ définie sur $[0;+\infty[$ par $f(x)=\dfrac{x+1}{x+2}$ (si le chapitre dérivation a été traité)
    On a alors $u_n=f(n)=\dfrac{n+1}{n+2}$ et $f$ est la fonction associée à la suite $(u_n)$.
    $f$ est dérivable sur $[0;+\infty[$ (quotient de fonctions dérivables).
    On pose $u(x)=x+1 $ et $v(x)=x+2 $
    et on a $u'(x)= 1 $ et $v'(x)= 1 $
    $f'(x)=\dfrac{u'(x)v(x)-u(x)v'(x)}{(v(x))^2}$

    $\phantom{f'(x)}=\dfrac{x+2-(x+1)}{( x+2 )^2}$

    $\phantom{f'(x)}=\dfrac{x+2-x-1}{( x+2 )^2}$

    $\phantom{f'(x)}=\dfrac{1}{( x+2 )^2}$

    $(x+2)^2 > 0$ donc $f'(x) >0$

    donc $f$ est strictement croissante sur $[0;+\infty[$



    En étudiant le signe de $u_{n+1}-u_n$, on a:
    $u_{n+1}=\dfrac{(n+1)+1}{(n+1)+2}=\dfrac{n+2}{n+3}$

    $u_{n+1}-u_n=\dfrac{n+2}{n+3}-\dfrac{n+1}{n+2}$

    $\phantom{u_{n+1}-u_n}=\dfrac{(n+2)(n+2)}{(n+2)(n+3)}-\dfrac{(n+1)(n+3)}{(n+3)(n+2)}$

    $\phantom{u_{n+1}-u_n}=\dfrac{n^2+4n+4}{(n+2)(n+3)}-\dfrac{n^2+n+3n+3}{(n+3)(n+2)}$

    $\phantom{u_{n+1}-u_n}=\dfrac{n^2+4n+4-n^2-n-3n-3}{(n+3)(n+2)}$

    $\phantom{u_{n+1}-u_n}=\dfrac{1}{(n+3)(n+2)}$

    $n\geq 0$ donc $n+3 >0$ et $n+2 >0$ donc $u_{n+1}-u_n >0$
    et donc $(u_n)$ est strictement croissante.
  2. $u_{n+1}=u_n^2-3u_n+6$ et $u_0=2$

    Étude des variations(différence de deux termes consécutifs)


    Pour étudier les variations de $(u_n)$, il faut comparer $u_{n+1}$ et $u_n$.
    Exprimer $u_{n+1}-u_n$ en fonction de $n$
    Étudier le signe de l'expression obtenue
    Si $u_{n+1}-u_n >0 $ alors$u_{n+1} >u_n$ et donc la suite $(u_n)$ est croissante.
    Si $u_{n+1}-u_n <0 $ alors$u_{n+1} < u_n$ et donc la suite $(u_n)$ est décroissante.
    Il faut étudier le signe $u_{n+1}-u_n$ en étudiant le signe du polynôme du second degré $x^2-3x+6$.
    $u_{n+1}-u_n=u_n^2-3u_n+6-u_n$
    $\phantom{u_{n+1}-u_n}=u_n^2-4u_n+6$
    Il faut étudier le signe de $x^2-4x+6$ $\Delta=b^2-4ac=(-4)^2-4\times 1\times 6=16-24=-8$
    $\Delta < 0$ donc il n'y a pas de racines
    et $x^2-4x+6$ est du signe de $a=1$ coefficient de $x^2$
    donc $x^2-4x+6 >0 $ pour tout réel $x$
    donc $u_{n+1}-u_n > 0$
  3. $u_n=n-\dfrac{1}{n+1}$
    On peut étudier les variations de la fonction associée.
    On pose $f$ définie sur $[0;+\infty[$ par $f(x)=x-\dfrac{1}{x+1}$
    On a alors $u_n=f(n)=n-\dfrac{1}{n+1}$ et $f$ est la fonction associée à la suite $(u_n)$.
    On pose $v(x)=x+1$ et on a $v'(x)=1$

    $f'(x)=1-\dfrac{-v'(x)}{(v(x))^2}$

    $\phantom{f'(x)}=1-\dfrac{-1}{(x+1)^2}$

    $\phantom{f'(x)}=1+\dfrac{1}{(x+1)^2}$

    $(x+1)^2 > 0$ donc $\dfrac{1}{(x+1)^2} > 0$

    donc $f'(x) >0$ et $f$ est strictement croissante sur $[0;+\infty[$

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Cours nº 694


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Cours partie 3 suites arithmétiques

- définition et forme explicite d'une suite arithmétique
- exemples de base: déterminer si une suite est ou n'est pas arithmétique, recherche du premier terme et de la raison
- somme des $n$ premiers entiers naturels
- somme des termes consécutifs d'une suite arithmétique

infos cours

| 20-25mn
série 7 : Variations

Fiche méthode


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Étude des variations d'une suite

- méthodes possibles
- exemples types


infos: | 15-20mn |

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