Suites numeriques sur R ------------------------- Une suite numerique (u_n)_{n in N} est une fonction f : N --> R, avec u_n = f(n) pour tout n dans N. definition de L limite de la suite (u_n)_n pour n-->+oo pout toute quantite epsilon > 0 il existe un n* dans N tel que pour tout n dans N (n >= n* ==> |u_n - L| <= epsilon) Remarque : dire n >= n* signifie n dans un voisinage de +oo dire |u_n - L| <= epsilon signifie u_n dans le voisinage de L de taille epsilon Def de suite bornee, de suite monotone (croissante ou decroissante) Prop: Une suite convergeante est bornee'. (le reciproque n'est pas vrai. Contre-exemple u_n = sin(n) dans [-1,1] pour tout n, mais n'a pas de limite) preuve en TD feuille 2 Prop: Soit (u_n)_n une suite reelle monotone croissante : si (u_n)_n est bornee superieurement, alors elle converge a' sa borne sup si (u_n)_n n'est pas bornee supereiurement, alors elle diverge a' +oo preuve en TD feuille 2 Prop (theoreme des gendarmes) : Soient (u_n)_n, (w_n)_n, (z_n)_n trois suites on suppose 1) u_n <= w_n <= z_n pour tout n et 2) u_n --> L et z_n --> L (meme limite) pour n --> +oo Alors w_n --> L pour n -->+oo preuve en TD feuille 2 Prop : Soient (u_n)_n, (w_n)_n deux suites on suppose 1) u_n <= w_n pour tout n et 2) u_n --> +oo pour n --> +oo Alors w_n --> +oo pour n -->+oo Preuve en TD feuille 2 Similairement, si on suppose 1) u_n <= w_n pour tout n et 2) w_n --> -oo pour n --> +oo Alors z_n --> -oo pour n -->+oo preuve en TD feuille 2 Definition de sous-suite extraite (v_n)_n de la suite (u_n)_n si v_n = u_{phi(n)} ou' phi : N --> N est une fonction strictement croissante Def : la classe limite _/\_ (Lambda) de (u_n)_n est le sous-ensemble de Rbar forme' de toute valeur limite de sous-suites extraites de la suite (u_n)_n La suite (u_n)_n converge a' L pour n --> +oo si et seulement si _/\_ = {L} c'est a' dire la classe limite contient la seule valeur L. Si la classe limite n'est pas reduite a' une seule valeur ou elle contient + ou - oo, la suite (u_n)_n diverge. Prop : Toute suite reelle (u_n)_n possede une sous-suite extraite monotone. Prop : Toute suite reelle (u_n)_n bornee possede une sous-suite extraite qui converge. Etude du comportement d'une suite numerique -------------------------------------------- Limites supposes connus pour les suites suivantes : q^n pour q dans ]0,+oo[ (1 + a/n)^n --> e^a pour tout reel a (ln n)^alpha /n^beta --> 0 pout tout alpha, beta reels >0 n^beta / e^(gamma n) --> 0 pout tout beta, gamma reels >0 Suites recurrentes lineaires d'ordre 1 u_{n+1} = a u_n + b n>=0 arithm-geometrique (voir section 6.1 dans le support suites numeriques sur la page de l'analyse) u_0 donne' Suites recurrentes lineaires d'ordre 2 u_{n+2} = a u_{n+1} + b u_n , n>=0 par l'etude du polynome caracteristiques (section 6.2) u_0 donne' u_1 donne'