On dit que un est leterme d’indice nou leterme général de la suite (un).
Exemple
L’ensemble des nombres entiers impairs 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 ; 11 ; etc. peut être défini à l’aide d’une suite, en posant : u0 = 1 ; u1 = 3 ; u2 = 5 ; u3 = 7 ; etc.
On remarque ici que le terme d’indice de la suite (un) ainsi construite vérifie : un=2n+1, n∈N.
Remarque
Attention à bien distinguer les notations :
(un) désigne la suite elle-même, c’est-à-dire une fonction de N dans R ;
un est le terme d’indice n de la suite, c’est-à-dire un nombre.
Une suite traduit mathématiquement l’idée d’une succession de valeurs. On peut par exemple définir la suite dont le terme de rang n est la population totale en France en l’année n. On aurait alors, par exemple, les termes de rang 2012, 2013 et 2014 suivants :
Il existe différentes façons de définir la valeur du terme de rang n d’une suite (un), en particulier :
De façon explicite, lorsque le terme de rang n peut être exprimé en fonction de n :
un=f(n) pour tout entier naturel n.
Par récurrence, lorsqu’un terme est fonction du (ou des) terme(s) précédent(s). On donne alors :
une formule de récurrence : un+1=f(un) ;
le terme initial, par exemple : u0=a, où a est un réel fixé.
{un+1=f(un)u0=a
Exemple
La suite (un) définie par un=n pour tout entier naturel n est définie de façon explicite, à l’aide de la fonction racine carrée f(x)=x.
Calculons les premiers termes :
u0=0=0 ;
u1=1=1 ;
u2=2 ;
u3=3 ;
u4=4=2, etc.
La suite (vn) ci-dessous est définie par récurrence pour tout entier naturel n par :
{vn+1=vn+3v0=1
Pour obtenir un terme de la suite, on ajoute 3 au terme précédent. Sachant que la suite commence à v0=1, on peut calculer ainsi, de proche en proche, tous les termes :
v0=1 ;
v1=v0+3=1+3=4 ;
v2=v1+3=4+3=7, etc.
Remarque
Il existe d’autres modes de génération d’une suite, par exemple :
Le terme de rang n+1 peut dépendre à la fois de n et de un comme dans la suite définie sur N par :
{un+1=un+nu0=1
Dans un problème, il est aussi possible qu’une suite ne soit pas donnée par une formule, mais par une construction géométrique ou bien par un énoncé (comme dans l’exemple précédent avec la suite donnant l’évolution de la population française en fonction de l’année).
CReprésentation graphique d’une suite
Définition
Représentation graphique d’une suite
La représentation graphique d’une suite dans un repère du plan est formée des points An de coordonnées (n ; un).
Exemple
Représentation graphique d’une suite définie de manière explicite :
La suite (un) est définie de manière explicite sur N par un=2n+1
Exemple
Représentation graphique d’une suite définie par récurrence :
La suite (vn) est définie par récurrence sur N par :
{vn+1=1+vnv0=−0,5
DSens de variation d’une suite numérique
Définition
Suite croissante, suite décroissante, et suite monotone
Une suite(un) est :
croissante si pour tout n∈N, un≤un+1 ;
strictement croissante si pour tout n∈N, un<un+1 ;
décroissante si pour tout n∈N , un≥un+1 ;
strictement décroissante si pour tout n∈N , un>un+1 ;
monotone (respectivement strictement monotone) si elle est croissante ou décroissante (respectivement strictement croissante ou strictement décroissante).
Définition
Suite constante
Une suite(un) est constante si pour tout n∈N, un=un+1
Remarque
Étudier le sens de variation d’une suite revient donc à comparer deux termes consécutifsun et un+1.
On pourra pour cela étudier le signe de un+1−un.
Exemple
La suite définie par un=n pour tout n∈N est strictement croissante car :
un=n, un+1=n+1 or pour tout n∈Nn+1>n donc un<un+1
La suite définie par récurrence pour tout n∈N par :
{un+1=un−1u0=3 est strictement décroissante car pour tout n∈N, un+1=un−1 et un−1<un donc un+1<un
Remarque
Attention, une suite peut ne pas être monotone (donc ni croissante ni décroissante) comme le prouve la suite définie par un=(−1)n pour tout n∈N. En effet :
u0=1 et u1=−1 or 1>−1 donc u0>u1
u2=1 et u1=−1 or 1>−1 donc u2>u1
De façon générale, on constate que si n est pair, alors n+1 est impair et donc :
un=1 et un−1=−1 or 1>−1 donc un>un−1
En revanche, si n est impair, alors n+1 est pair et donc :
un=−1 et un−1=1 or −1<1 donc un<un−1
Propriété
Sens de variation d’une suite définie explicitement par une relation du type un=f(n)
Soit (un) une suite définie par : un=f(n) pour tout n∈N , où f est une fonction définie sur R+.
Si f est croissante (respectivement strictement croissante) sur R+ alors (un) est croissante (respectivement strictement croissante).
Si f est décroissante (respectivement strictement décroissante) sur R+ alors (un) est décroissante (respectivement strictement décroissante).
Exemple
La suite (un) définie, pour tout n∈N par un+1=−un+5 et u0=2 est décroissante car la fonction associée f définie par f(x)=−x+5 est une fonction affine décroissante sur R, donc sur R+.