Flashcards : Suites, limites et comparaisons (83 cartes)

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1Question

Comment s’écrit un nombre rationnel et quel symbole désigne leur ensemble ?

Réponse

Il s’écrit ab\frac{a}{b} avec a∈Za\in\mathbb{Z} et b∈N∗b\in\mathbb{N}^* ; leur ensemble est Q\mathbb{Q}.

2Question

Quelles propriétés définitives caractérisent une relation d’ordre ?

Réponse

Elle est réflexive, antisymétrique et transitive.

3Question

Qu’est-ce qu’un majorant d’un ensemble, et que garantit le fait d’être majoré ?

Réponse

Un majorant est supérieur ou égal à chaque élément ; être majoré ne garantit pas l’existence d’un maximum.

4Question

Qu’est-ce qui distingue le maximum et le minimum d’un ensemble ?

Réponse

Le maximum est un majorant appartenant à l’ensemble ; le minimum est un minorant qui lui appartient.

5Question

Comment définit-on une suite réelle et que désigne unu_n ?

Réponse

C’est une application de N\mathbb{N} dans R\mathbb{R}, et unu_n est son terme de rang nn.

6Question

Qu’est-ce qui distingue une suite explicite d’une suite récurrente ?

Réponse

Une suite explicite calcule chaque terme à partir du rang, tandis qu’une suite récurrente utilise les termes précédents et des termes initiaux.

7Question

Quelle condition définit une suite croissante ?

Réponse

un+1≥unu_{n+1}\geq u_n.

8Question

Quelle formule donne le terme général d’une suite arithmétique de raison rr ?

Réponse

un=u0+nru_n=u_0+nr.

9Question

Quelles étapes linéarisent une récurrence avec produits et racines ?

Réponse

Vérifier la positivité, poser bn=ln⁡(an)b_n=\ln(a_n), appliquer les propriétés du logarithme, regrouper les termes et calculer les valeurs initiales.

10Question

Quelle récurrence vérifie bn=ln⁡(an)b_n=\ln(a_n) lorsque an+2=an+1an23a_{n+2}=\sqrt[3]{a_{n+1}a_n^2} ?

Réponse

3bn+2−bn+1−2bn=03b_{n+2}-b_{n+1}-2b_n=0

11Question

Quelles sont les valeurs initiales de la suite bn=ln⁡(an)b_n=\ln(a_n) dans cette récurrence ?

Réponse

b0=0b_0=0 et b1=1b_1=1.

12Question

Comment retrouver la suite initiale après linéarisation ?

Réponse

Résoudre la récurrence de dnd_n, déterminer les constantes grâce aux conditions initiales, puis calculer cn=ednc_n=e^{d_n}.

13Question

Quelle condition définit la convergence d’une suite (un)(u_n) vers ℓ∈R\ell\in\mathbb R ?

Réponse

Pour tout ε>0\varepsilon>0, il existe N∈NN\in\mathbb N tel que n≥Nn\ge N implique ∣un−ℓ∣≤ε|u_n-\ell|\le\varepsilon.

14Question

Que peut-on conclure de toute suite convergente quant à son caractère borné ?

Réponse

Toute suite convergente est bornée.

15Question

Comment traiter une limite avec une racine dont le contenu tend vers l’infini ?

Réponse

Extraire la plus grande puissance de nn sous la racine, simplifier, puis calculer les limites des facteurs.

16Question

Comment lever une différence de racines de forme indéterminée ?

Réponse

Multiplier et diviser par le conjugué, puis factoriser et passer à la limite.

17Question

Quelle identité utilise-t-on pour conjuguer une différence de racines ?

Réponse

(a−b)(a+b)=a2−b2(a-b)(a+b)=a^2-b^2.

18Question

Que vaut la limite de nαn^\alpha lorsque α>0\alpha>0 ?

Réponse

+∞+\infty

19Question

Que vaut la limite de 1nα\frac{1}{n^\alpha} lorsque α>0\alpha>0 ?

Réponse

00

20Question

Que vaut la limite de qnq^n lorsque q>1q>1 ?

Réponse

+∞+\infty

21Question

Comment le signe de un+1−unu_{n+1}-u_n détermine-t-il les variations d’une suite ?

Réponse

Un signe positif indique la croissance, un signe négatif la décroissance.

22Question

Que signifie un signe strict de un+1−unu_{n+1}-u_n pour une suite ?

Réponse

Il indique la monotonie stricte correspondante.

23Question

Quand un ensemble J⊆IJ\subseteq I est-il stable par ff ?

Réponse

Lorsque f(x)∈Jf(x)\in J pour tout x∈Jx\in J.

24Question

Quelle condition assure que tous les termes de un+1=f(un)u_{n+1}=f(u_n) restent définis dans II ?

Réponse

Il suffit que II soit stable par ff et que u0∈Iu_0\in I.

25Question

Pour une fonction croissante sur un intervalle stable, quand la suite itérée est-elle croissante ?

Réponse

Lorsque u1≥u0u_1\ge u_0.

26Question

Si une suite définie par récurrence converge vers ℓ\ell et que ff est continue en ℓ\ell, quelle égalité vérifie-t-elle ?

Réponse

f(ℓ)=ℓf(\ell)=\ell.

27Question

Que signifie un=O(vn)u_n=O(v_n) pour deux suites ?

Réponse

Il existe M≥0M\ge 0 et un rang NN tels que ∣un∣≤M∣vn∣|u_n|\le M|v_n| pour tout n≥Nn\ge N.

28Question

À quelle limite équivaut un=o(vn)u_n=o(v_n) lorsque vnv_n est finalement non nul ?

Réponse

À unvn→0\frac{u_n}{v_n}\to 0.

29Question

Pour α,β>0\alpha,\beta>0 et a>1a>1, quelle est la croissance de (ln⁡n)β(\ln n)^\beta par rapport à nαn^\alpha ?

Réponse

(ln⁡n)β=o(nα).(\ln n)^\beta=o(n^\alpha).

30Question

Pour α>0\alpha>0 et a>1a>1, quelle est la croissance de nαn^\alpha par rapport à ana^n ?

Réponse

nα=o(an).n^\alpha=o(a^n).

31Question

Quelle limite vaut (ln⁡n)2n+1\frac{(\ln n)^2}{\sqrt n+1} quand n→+∞n\to+\infty ?

Réponse

0.0.

32Question

Comment se comparent les croissances de ana^n et de n!n!, pour a>1a>1 ?

Réponse

an=o(n!).a^n=o(n!).

33Question

Comment se comparent les croissances de n!n! et de nnn^n ?

Réponse

n!=o(nn).n!=o(n^n).

34Question

Quels équivalents de sinus, tangente et logarithme valent lorsque x→0x\to0 ?

Réponse

sin⁡x∼x,tan⁡x∼x,ln⁡(1+x)∼x.\sin x\sim x,\quad \tan x\sim x,\quad \ln(1+x)\sim x.

35Question

Quels équivalents de cosinus et d’exponentielle valent lorsque x→0x\to0 ?

Réponse

cos⁡x−1∼−x22,ex−1∼x.\cos x-1\sim-\frac{x^2}{2},\quad e^x-1\sim x.

36Question

Comment traiter une limite contenant sin⁡(xn)\sin(x_n) et un facteur croissant ?

Réponse

Multiplier et diviser par xnx_n pour faire apparaître sin⁡(xn)xn→1\frac{\sin(x_n)}{x_n}\to1, puis calculer le facteur restant.

37Question

Comment simplifier kn(1+xn−1)k_n(\sqrt{1+x_n}-1) lorsque xn→0x_n\to0 ?

Réponse

Multiplier par le conjugué et utiliser (1+xn−1)(1+xn+1)=xn (\sqrt{1+x_n}-1)(\sqrt{1+x_n}+1)=x_n.

38Question

Quelles étapes permettent de calculer la limite de An=(1+xn)knA_n=(1+x_n)^{k_n} lorsque xn→0x_n\to0 et kn→+∞k_n\to+\infty ?

Réponse

Vérifier que la base est positive, étudier ln⁡An=knln⁡(1+xn)\ln A_n=k_n\ln(1+x_n), puis appliquer la continuité de l’exponentielle.

39Question

À quoi équivaut a0+a1n+⋯+amnma_0+a_1n+\cdots+a_mn^m lorsque n→+∞n\to+\infty, si am≠0a_m\ne0 ?

Réponse

À amnma_mn^m.

40Question

Quelle opération prépare le calcul d’un quotient de polynômes à l’infini ?

Réponse

Diviser le numérateur et le dénominateur par la plus grande puissance de nn présente.

41Question

Quelle condition permet de passer à la limite après cette division ?

Réponse

La limite du dénominateur doit être non nulle.

42Question

Que peut-on conclure si, à partir d’un certain rang, un≥vnu_n\ge v_n et vn→+∞v_n\to+\infty ?

Réponse

un→+∞u_n\to+\infty.

43Question

Que peut-on conclure si vn≤un≤wnv_n\le u_n\le w_n à partir d’un certain rang et si les deux bornes convergent vers ℓ\ell ?

Réponse

un→ℓu_n\to\ell.

44Question

Vers quelle valeur converge une suite croissante et majorée ?

Réponse

Vers sa borne supérieure.

45Question

Quelle est la première étape pour étudier la limite d’une suite définie par récurrence ?

Réponse

Démontrer sa convergence.

46Question

Quelles relations sont des exemples d’ordres, et quels ensembles sont totalement ordonnés par l’ordre usuel ?

Réponse

L’inclusion sur P(E)\mathcal{P}(E) et la divisibilité sur N∗\mathbb{N}^* sont des ordres ; Q\mathbb{Q} et R\mathbb{R} sont totalement ordonnés.

47Question

Comment définir les bornes supérieure et inférieure d’un ensemble ?

Réponse

La borne supérieure est son plus petit majorant et la borne inférieure son plus grand minorant.

48Question

Quelle propriété caractérise une suite bornée ?

Réponse

Il existe une constante CC telle que ∣un∣≤C|u_n|\leq C pour tout nn.

49Question

Comment s’écrit une suite extraite de (un)(u_n) ?

Réponse

(uφ(n))\left(u_{\varphi(n)}\right), où φ\varphi est strictement croissante de N\mathbb{N} dans N\mathbb{N}.

50Question

Quelles racines obtient-on pour l’équation caractéristique de 4dn+2−3dn+1−dn=04d_{n+2}-3d_{n+1}-d_n=0 ?

Réponse

Les racines distinctes sont 11 et −14-\frac14.

51Question

Quelle expression donne dnd_n si d0=0d_0=0 et d1=1d_1=1 ?

Réponse

dn=45(1−(−14)n)d_n=\frac45\left(1-\left(-\frac14\right)^n\right).

52Question

Quelle expression donne cnc_n si d0=0d_0=0 et d1=1d_1=1 ?

Réponse

cn=exp⁡[45(1−(−14)n)]c_n=\exp\left[\frac45\left(1-\left(-\frac14\right)^n\right)\right].

53Question

Comment classer une suite qui tend vers +∞+\infty ou −∞-\infty au sens de la convergence réelle ?

Réponse

Elle diverge au sens de la convergence vers un réel.

54Question

Que permet de conclure l’existence de deux suites extraites ayant des limites différentes ?

Réponse

La suite d’origine diverge.

55Question

Si un→ℓu_n\to\ell, vn→mv_n\to m et un≤vnu_n\le v_n à partir d’un certain rang, quelle relation lie ℓ\ell et mm ?

Réponse

ℓ≤m\ell\le m.

56Question

Quelle factorisation appliquer à n2mAn\sqrt{n^{2m}A_n} pour n>0n>0 ?

Réponse

nmAnn^m\sqrt{A_n}, lorsque la factorisation est définie.

57Question

Quelle est la limite de 9n2+6n−3n\sqrt{9n^2+6n}-3n ?

Réponse

11.

58Question

Pour une suite positive, que conclure si un+1un≥1\frac{u_{n+1}}{u_n}\geq 1 ?

Réponse

La suite est croissante.

59Question

Pour une suite positive, que conclure si un+1un<1\frac{u_{n+1}}{u_n}<1 ?

Réponse

La suite est décroissante.

60Question

Comment démontrer les variations d’une suite définie par récurrence ?

Réponse

Par récurrence, en établissant un+1≥unu_{n+1}\geq u_n ou l’inégalité opposée.

61Question

Quelle inclusion faut-il établir pour prouver qu’un intervalle II est stable par ff ?

Réponse

f(I)⊆If(I)\subseteq I.

62Question

Quelles propriétés de ff faut-il vérifier avant d’encadrer ses images aux extrémités de II ?

Réponse

Il faut vérifier que ff est définie sur II et déterminer ses variations.

63Question

Quelle condition initiale faut-il vérifier pour prouver la stabilité d’un intervalle II ?

Réponse

Il faut vérifier que u0∈Iu_0\in I.

64Question

Pour une fonction décroissante sur un intervalle stable, que peut-on dire des sens de variation des suites extraites ?

Réponse

Elles sont monotones en sens contraires.

65Question

Pour f(x)=1−xf(x)=1-x et u0=0u_0=0, vers quelles valeurs la suite alterne-t-elle ?

Réponse

Entre 00 et 11.

66Question

Comment exprimer unu_n à partir de vn=un−aun+av_n=\frac{u_n-a}{u_n+a} ?

Réponse

un=a1+vn1−vnu_n=a\frac{1+v_n}{1-v_n}.

67Question

Quel signe ont finalement deux suites équivalentes ?

Réponse

Elles ont le même signe à partir d’un certain rang.

68Question

Que peut-on substituer par un équivalent dans un produit ou un quotient ?

Réponse

Un facteur ou un terme du quotient.

69Question

Quelle relation relie vnv_n à unu_n si un∼vnu_n\sim v_n ?

Réponse

vn=un+o(un)v_n=u_n+o(u_n).

70Question

Pour α<β\alpha<\beta, quelle est la croissance de nαn^\alpha par rapport à nβn^\beta ?

Réponse

nα=o(nβ).n^\alpha=o(n^\beta).

71Question

Si un>0u_n>0 et un+1/un≤αu_{n+1}/u_n\le\alpha à partir d’un certain rang, quelle majoration obtient-on ?

Réponse

un=O(αn).u_n=O(\alpha^n).

72Question

Quel est l’ordre de décroissance des réciproques positives de nnn^n, n!n!, ana^n, nαn^\alpha et (ln⁡n)β (\ln n)^\beta ?

Réponse

1nn=o ⁣(1n!)=o ⁣(1an)=o ⁣(1nα)=o ⁣(1(ln⁡n)β).\frac1{n^n}=o\!\left(\frac1{n!}\right)=o\!\left(\frac1{a^n}\right)=o\!\left(\frac1{n^\alpha}\right)=o\!\left(\frac1{(\ln n)^\beta}\right).

73Question

Pour α≠0\alpha\ne0, à quoi est équivalent (1+x)α−1 (1+x)^\alpha-1 lorsque x→0x\to0 ?

Réponse

αx.\alpha x.

74Question

Comment traiter knln⁡(Rn)k_n\ln(R_n) lorsque Rn→1R_n\to1 ?

Réponse

Écrire Rn=1+xnR_n=1+x_n, faire apparaître ln⁡(1+xn)xn→1\frac{\ln(1+x_n)}{x_n}\to1, puis étudier knxnk_nx_n.

75Question

Quelle est la limite de n(1+4n−1)n\left(\sqrt{1+\frac4n}-1\right) ?

Réponse

22.

76Question

Quel type d’indétermination forme une base tendant vers 11 élevée à un exposant tendant vers +∞+\infty ?

Réponse

Une indétermination de type 1+∞1^{+\infty}.

77Question

Que peut-on conclure sur la limite d’une puissance de type 1+∞1^{+\infty} ?

Réponse

On ne peut pas conclure qu’elle tend vers 11.

78Question

Quelle limite obtient-on pour 2n3+4n5n3−1\frac{2n^3+4n}{5n^3-1} lorsque n→+∞n\to+\infty ?

Réponse

25\frac25.

79Question

Quelles bornes encadrent sin⁡n\sin n pour tout entier nn ?

Réponse

−1≤sin⁡n≤1-1\le\sin n\le1.

80Question

Quelles bornes encadrent cos⁡n\cos n pour tout entier nn ?

Réponse

−1≤cos⁡n≤1-1\le\cos n\le1.

81Question

Vers quelle valeur converge la suite définie par z0=1z_0=1 et zn+1=2zn+3zn+2z_{n+1}=\frac{2z_n+3}{z_n+2} ?

Réponse

Vers 3\sqrt{3}.

82Question

Vers quoi tend une suite croissante non majorée ?

Réponse

Vers +∞+\infty.

83Question

Quelle propriété caractérise la différence de deux suites adjacentes ?

Réponse

Leur différence tend vers zéro.

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1. Quelle propriété caractérise un nombre rationnel parmi les réels ?

2. Sur un ensemble ordonné, quelle condition supplémentaire rend l’ordre total ?

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