QCM : Relations de comparaison des suites (9 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Laquelle de ces conditions caractérise la relation x=O(y)x=O(y) entre deux suites ?

Le quotient xn/ynx_n/y_n est borné à partir d’un certain rang
La suite yny_n converge nécessairement vers zéro
La suite xn/ynx_n/y_n diverge vers l’infini
Le quotient xn/ynx_n/y_n converge vers zéro

Le quotient \(x_n/y_n\) est borné à partir d’un certain rang

Explication

La domination x=O(y)x=O(y) signifie que yny_n est non nul à partir d’un certain rang et que le quotient xn/ynx_n/y_n est borné. Une convergence du quotient vers zéro caractérise plutôt la négligeabilité.

2. Si x=o(y)x=o(y) et si yny_n est non nul à partir d’un certain rang, quelle conclusion peut-on tirer ?

On a nécessairement y=O(x)y=O(x)
La suite xnx_n est nécessairement bornée
On a nécessairement x=O(y)x=O(y)
Le quotient xn/ynx_n/y_n est nécessairement constant

On a nécessairement \(x=O(y)\)

Explication

La négligeabilité implique la domination : si le quotient xn/ynx_n/y_n tend vers zéro, il est notamment borné à partir d’un certain rang. On obtient donc x=O(y)x=O(y).

3. Pour deux réels α\alpha et β\beta tels que α<β\alpha<\beta, quelle comparaison est correcte ?

Les deux suites sont toujours équivalentes
nα=o(nβ)n^\alpha=o(n^\beta)
nβ=o(nα)n^\beta=o(n^\alpha)
nα=O(nβ)n^\alpha=O(n^\beta) est toujours fausse

\(n^\alpha=o(n^\beta)\)

Explication

Une puissance de nn associée à un exposant plus petit est négligeable devant celle associée à un exposant plus grand : nα=o(nβ)n^\alpha=o(n^\beta) lorsque α<β\alpha<\beta.

4. Soient 0<a<b0<a<b. Quelle relation décrit correctement la comparaison des suites exponentielles correspondantes ?

bn=o(an)b^n=o(a^n)
an=o(nb)a^n=o(n^b) pour tout réel bb
an=o(bn)a^n=o(b^n)
ana^n et bnb^n sont toujours équivalentes

\(a^n=o(b^n)\)

Explication

Lorsque les bases sont positives et vérifient a<ba<b, la suite de plus petite base est négligeable devant celle de plus grande base : an=o(bn)a^n=o(b^n).

5. Quelle est la définition de la négligeabilité entre deux suites x et y ?

x est négligeable devant y si x est de même ordre que y.
x est négligeable devant y si x/y converge vers 1 lorsque n tend vers l'infini.
x est négligeable devant y si x/y converge vers 0 lorsque n tend vers l'infini.
x est négligeable devant y si x est bornée et y tend vers l'infini.

x est négligeable devant y si x/y converge vers 0 lorsque n tend vers l'infini.

Explication

La négligeabilité x=o(y) signifie que le rapport x/y tend vers 0, indiquant que x devient insignifiante devant y à l'infini. La réponse 1 décrit une relation différente, celle de l'ordre, et la 3 correspond à l'équivalence.

6. Quel est le rôle principal de la comparaison des suites usuelles dans l'analyse asymptotique ?

Calculer la somme ou le produit de deux suites.
Déterminer si deux suites ont la même limite finie.
Vérifier si deux suites sont égales pour tout rang.
Établir la dominance ou la négligeabilité entre deux suites.

Établir la dominance ou la négligeabilité entre deux suites.

Explication

La comparaison des suites usuelles sert principalement à établir si une suite est dominante ou négligeable par rapport à une autre, ce qui est essentiel pour l'analyse asymptotique.

7. Quand peut-on dire que deux suites x et y sont équivalentes, noté x~ y ?

Lorsque y_n est finalement non nul et que le rapport x_n/y_n converge vers 1.
Lorsque x_n et y_n ont la même limite finie.
Lorsque x_n - y_n tend vers 0.
Lorsque y_n est nul à partir d’un certain rang.

Lorsque y_n est finalement non nul et que le rapport x_n/y_n converge vers 1.

Explication

L'équivalence x~ y est définie lorsque y_n est finalement non nul et que le rapport x_n/y_n converge vers 1, ce qui indique que les deux suites ont le même terme dominant.

8. Quelle est la principale différence entre la relation d'équivalence x∼yx \sim y et la relation de négligeabilité x=o(y)x=o(y) entre deux suites ?

L'équivalence est une relation symétrique, alors que la négligeabilité ne l'est pas.
L'équivalence nécessite que xnx_n et yny_n soient de même signe à partir d'un certain rang, alors que la négligeabilité ne le requiert pas.
L'équivalence concerne la convergence de xnx_n vers une limite, alors que la négligeabilité concerne la croissance de xnx_n par rapport à yny_n.
L'équivalence implique que le rapport xnyn\frac{x_n}{y_n} tend vers 1, tandis que la négligeabilité implique que ce rapport tend vers 0.

L'équivalence implique que le rapport $$ rac{x_n}{y_n}$$ tend vers 1, tandis que la négligeabilité implique que ce rapport tend vers 0.

Explication

L'équivalence x∼yx \sim y signifie que xnyn→1\frac{x_n}{y_n} \to 1, indiquant que les deux suites ont le même terme dominant, alors que x=o(y)x=o(y) signifie que xnyn→0\frac{x_n}{y_n} \to 0, ce qui montre que xx devient négligeable devant yy.

9. Qui est crédité de la formulation de la définition de l'équivalence entre deux suites dans l'analyse asymptotique ?

Paul Lévy
Isaac Newton
Jean-Pierre Serre
Augustin-Louis Cauchy

Augustin-Louis Cauchy

Explication

Cauchy est reconnu pour avoir introduit la notion d'équivalence de suites dans le contexte de l'analyse asymptotique, notamment pour la rigueur dans la comparaison de comportements asymptotiques.

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Qu'impose la domination d'une suite x par y ?

La suite (x_n/y_n) est bornée avec y_n non nul à partir d'un certain rang.

Que signifie x=o(y) pour deux suites x et y ?

La suite (x_n/y_n) converge vers 0 avec y_n non nul à partir d'un certain rang.

Que signifie nα=o(nβ)n^\alpha=o(n^\beta) si α<β\alpha<\beta ?

La suite nαn^\alpha est négligeable devant nβn^\beta.

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