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Contenu
Étude des variations d’une suite
Signe de la différence de deux termes consécutifs
Variations de la fonction associée
Ressources associées et exercices semblables
Calcul des termes d’une suite définie par récurrence (réf 0907)
exercice
Variations d’une suite définie sous forme explicite (réf 0908)
exercice
- $u_{n}=\dfrac{n+1}{n+2}$
Rappel cours
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.Aide
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 $u_{n+1}-u_n$Solution
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 $[0;+\infty[$
Remarque
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. - $u_{n+1}=u_n^2-3u_n+6$ et $u_0=2$
Rappel cours
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.Aide
Il faut étudier le signe $u_{n+1}-u_n$ en étudiant le signe du polynôme du second degré $x^2-3x+6$.
Solution
$u_{n+1}-u_n=u_n^2-3u_n+6-u_n$
$\phantom{u_{n+1}-u_n}=u_n^2-4u_n+6$
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 $u_{n+1}-u_n > 0$
- $u_n=n-\dfrac{1}{n+1}$
Aide
On peut étudier les variations de la fonction associée.
Solution
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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