Flashcards : Suites et séries numériques (56 cartes)

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1Question

Qu'est-ce qu'une suite en mathématiques ?

Réponse

Une application de N vers R notée (u_n).

2Question

Comment peut-on définir une suite par son terme général ?

Réponse

Par une formule donnant u_n en fonction de n.

3Question

Comment définit-on une suite par récurrence ?

Réponse

Par une valeur initiale et une relation entre un+1u_{n+1} et u_n.

4Question

Quelle condition caractérise une suite croissante ?

Réponse

Pour tout n, u_n ≤ un+1u_{n+1}.

5Question

Quelle condition caractérise une suite décroissante ?

Réponse

Pour tout n, u_n ≥ un+1u_{n+1}.

6Question

Quand une suite est-elle dite bornée ?

Réponse

Lorsqu'elle est à la fois majorée et minorée.

7Question

Quelle condition équivaut à une suite bornée en termes de valeur absolue ?

Réponse

Il existe M' tel que |u_n| ≤ M' pour tout n.

8Question

Quelle condition définit la convergence d'une suite vers ℓ ?

Réponse

Pour tout ε>0, il existe N tel que n≥N implique |u_n−ℓ|<ε.

9Question

Quelle propriété caractérise la limite d'une suite convergente ?

Réponse

Elle est unique.

10Question

Quelle propriété toute suite convergente possède-t-elle ?

Réponse

Elle est bornée.

11Question

Une suite bornée est-elle toujours convergente ?

Réponse

Non, une suite bornée peut être divergente.

12Question

Que montre l'exemple de la suite u_n=(−1)^n ?

Réponse

Elle est bornée mais divergente.

13Question

Que vaut la limite de la somme de deux suites convergentes ?

Réponse

La somme des limites.

14Question

Que vaut la limite du produit de deux suites convergentes ?

Réponse

Le produit des limites.

15Question

Quelle est la limite du quotient de deux suites convergentes si le dénominateur ne tend pas vers zéro ?

Réponse

Le quotient des limites.

16Question

Quelle condition implique la convergence de w_n vers ℓ si u_n≤w_n≤v_n ?

Réponse

u_n et v_n convergent vers la même limite ℓ.

17Question

Vers quoi converge une suite croissante et majorée ?

Réponse

Vers sa borne supérieure.

18Question

Vers quoi converge une suite décroissante et minorée ?

Réponse

Vers sa borne inférieure.

19Question

Que devient une suite croissante non majorée ?

Réponse

Elle diverge vers +∞.

20Question

Que devient une suite décroissante non minorée ?

Réponse

Elle diverge vers −∞.

21Question

Quelle est la formule définissant une suite arithmétique ?

Réponse

un=u0+nru_n = u_0 + nr

22Question

Quelle formule donne la somme des termes d'une suite arithmétique ?

Réponse

∑k=0n(u0+kr)=(n+1)(2u0+nr)2\sum_{k=0}^{n}(u_0+kr)=\frac{(n+1)(2u_0+nr)}{2}

23Question

Quelle est la formule définissant une suite géométrique ?

Réponse

un=u0qnu_n = u_0 q^n

24Question

Quelle formule donne la somme d'une série géométrique si ∣q∣<1|q|<1 ?

Réponse

∑k=0+∞u0qk=u01−q\sum_{k=0}^{+\infty} u_0 q^k = \frac{u_0}{1-q}

25Question

Quelles conditions définissent deux suites adjacentes ?

Réponse

u_n croissante, v_n décroissante, u_n ≤ v_n et u_n - v_n → 0.

26Question

Que peut-on dire des limites de deux suites adjacentes ?

Réponse

Elles convergent vers la même limite.

27Question

Qu'est-ce qu'une suite extraite d'une suite (u_n) ?

Réponse

Une suite (v_n) telle que vn=uφ(n)v_n = u_{φ(n)} avec φ strictement croissante de N dans N.

28Question

Que vaut la limite d'une sous-suite d'une suite convergente ?

Réponse

Elle est égale à la limite de la suite initiale.

29Question

Qu'est-ce qu'une série numérique à terme général u_n ?

Réponse

La suite des sommes partielles Sn=∑k=0nukS_n=\sum_{k=0}^n u_k.

30Question

Quand une série numérique converge-t-elle ?

Réponse

Quand la suite des sommes partielles converge.

31Question

Que devient le terme général d'une série convergente ?

Réponse

Il tend vers 0.

32Question

Quelle série montre que le terme général tendant vers 0 n'implique pas convergence ?

Réponse

La série harmonique ∑n≥11n\sum_{n\geq1} \frac{1}{n}.

33Question

Quelle condition assure la convergence d'une série à termes positifs ?

Réponse

Sa suite de sommes partielles est majorée.

34Question

Pourquoi une série à termes positifs converge-t-elle si sa suite de sommes partielles est majorée ?

Réponse

Parce qu'elle est croissante et majorée.

35Question

Qu'impose la notation u_n=O(v_n) en comparaison asymptotique ?

Réponse

Il existe K>0 et N∈N tels que |u_n|≤K|v_n| pour tout n≥N.

36Question

Que signifie u_n∼v_n en termes de différence entre u_n et v_n ?

Réponse

u_n−v_n=o(v_n).

37Question

Que signifie u_n∼v_n en termes de rapport u_n/v_n ?

Réponse

Le rapport u_n/v_n tend vers 1 lorsque cela est défini.

38Question

Quelle condition assure la convergence de ∑u_n si u_n=O(v_n) pour des séries à termes positifs ?

Réponse

Si ∑v_n converge, alors ∑u_n converge.

39Question

Quelle condition sur α assure la convergence de ∑n≥11/nα∑_{n≥1}1/n^α ?

Réponse

α doit être strictement supérieur à 1.

40Question

Quand la série ∑n≥21/(nαlogβ(n))∑_{n≥2}1/(n^α log^β(n)) converge-t-elle ?

Réponse

Si α>1 ou si α=1 et β>1.

41Question

Que signifie la limite ℓ du rapport un+1/unu_{n+1}/u_n pour la convergence d'une série positive ?

Réponse

Si ℓ<1 la série converge, si ℓ>1 elle diverge.

42Question

Qu'est-ce qu'une série alternée ?

Réponse

Une série de la forme ∑(−1)^nv_n avec v_n positive.

43Question

Quelles conditions assurent la convergence d'une série alternée ∑(−1)^nv_n ?

Réponse

v_n positive, décroissante et tend vers 0.

44Question

Quelle inégalité borne le reste R_n d'une série alternée ?

Réponse

∣Rn∣≤vn+1|R_n|≤v_{n+1}.

45Question

Quand la série ∑a_nv_n converge-t-elle selon la règle d'Abel ?

Réponse

Si a_n est positive, décroissante, tend vers 0 et ∑v_n a des sommes partielles bornées.

46Question

Que signifie que les sommes partielles de ∑v_n sont bornées ?

Réponse

Leurs valeurs restent comprises dans un intervalle fini.

47Question

Qu'est-ce qu'une série absolument convergente ?

Réponse

Une série dont la série des valeurs absolues converge.

48Question

Comment se définit le produit de Cauchy de deux séries ∑u_n et ∑v_n ?

Réponse

C'est la série ∑c_n avec cn=∑k=0nukvn−kc_n=∑_{k=0}^n u_kv_{n−k}.

49Question

Que garantit la convergence absolue de deux séries pour leur produit de Cauchy ?

Réponse

Le produit de Cauchy est absolument convergent.

50Question

Que vaut la somme du produit de Cauchy de deux séries absolument convergentes ?

Réponse

Le produit des sommes des deux séries.

51Question

Qu'est-ce qu'une suite de Cauchy ?

Réponse

Une suite où pour tout ε>0, il existe N tel que p,q≥N implique |u_p−u_q|≤ε.

52Question

Que vaut la limite du reste RnR_n d'une série convergente ?

Réponse

Elle tend vers 0.

53Question

Quels exemples illustrent la comparaison asymptotique dans cette section ?

Réponse

n^2∼n(n+1) et 2−n=o(1/n2)2^{-n}=o(1/n^2).

54Question

Pourquoi la série ∑2^n/n! converge-t-elle ?

Réponse

Parce que le rapport de deux termes consécutifs tend vers 0.

55Question

Comment la preuve du critère alterné encadre-t-elle les sommes partielles ?

Réponse

Par deux suites adjacentes dont l’écart tend vers 0.

56Question

Pourquoi la série ∑n≥1(−1)n/n∑_{n≥1}(−1)^n/n n'est-elle pas absolument convergente ?

Réponse

Parce que la série ∑n≥11/n∑_{n≥1}1/n diverge.

Teste-toi avec le QCM

Teste tes connaissances avec un QCM de 33 questions sur Suites et séries numériques.

1. Quelle notation décrit correctement une suite réelle définie comme une application de N\mathbb{N} vers R\mathbb{R} ?

2. Laquelle de ces expressions définit une suite par son terme général plutôt que par une relation de récurrence ?

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