QCM : Techniques fondamentales en suites et limites — 20 questions

Questions et réponses du QCM

1. Si une suite définie par u_{n+1}=f(u_n) converge vers une limite bb et que f est continue en bb, quelle relation vérifie bb ?

f(bb)=bb
f(bb)=0
u_n=bb pour tout n
u_{n+1}=u_n+1

f(bb)=bb

Explication

La limite d'une suite définie par itération d'une fonction continue est un point fixe de cette fonction. On doit donc avoir f(bb)=bb.

2. Quelle caractéristique définit une suite arithmétique ?

Les termes sont tous positifs
Le quotient U_{m+1}/U_m est constant
La différence U_{m+1}-U_m est constante
La suite est nécessairement convergente

La différence U_{m+1}-U_m est constante

Explication

Une suite arithmétique est définie par une différence constante entre deux termes consécutifs. Le quotient constant définit au contraire une suite géométrique.

3. Quelle méthode permet le plus directement d’étudier le sens de variation d’une suite définie par U_m = g(m) à partir d’une fonction g ?

Étudier le signe de la dérivée ou la monotonie de g sur l’intervalle considéré
Calculer la limite de U_m puis conclure sur ses variations
Encadrer U_m entre deux suites de même limite
Chercher le point fixe de g(x)=x

Étudier le signe de la dérivée ou la monotonie de g sur l’intervalle considéré

Explication

Quand une suite est donnée par U_m = g(m), on peut étudier les variations de la fonction g pour en déduire celles de la suite. Le point fixe et les gendarmes concernent d’autres problèmes.

4. Dans le théorème des gendarmes, que faut-il pour conclure que la suite du milieu converge vers L ?

La suite du milieu doit être monotone
Les deux suites encadrantes doivent tendre vers le même réel L
Les deux suites encadrantes doivent diverger dans le même sens
La borne inférieure doit tendre vers 0

Les deux suites encadrantes doivent tendre vers le même réel L

Explication

Le théorème des gendarmes fonctionne quand la suite du milieu est prise entre deux suites ayant la même limite finie. Alors la suite encadrée a la même limite L.

5. Que montre l'hérédité dans une preuve par récurrence ?

Que la propriété est vraie seulement au rang initial
Que la suite est convergente
Que la propriété vraie au rang n entraîne sa vérité au rang n+1
Que la propriété est vraie pour deux rangs consécutifs sans suite

Que la propriété vraie au rang n entraîne sa vérité au rang n+1

Explication

L'hérédité établit l'implication P_n  P_{n+1}. C'est le pont logique qui permet, avec l'initialisation, de conclure pour tous les rangs suivants.

6. Quelle définition correspond à une suite convergente ?

Une suite dont les termes sont toujours croissants
Une suite dont la limite est finie
Une suite dont les termes sont tous positifs
Une suite dont la limite est forcément nulle

Une suite dont la limite est finie

Explication

Une suite convergente admet une limite finie. Le fait d’être croissante ou positive ne suffit pas à garantir la convergence.

7. Quelle condition permet, dans le théorème de comparaison, de déduire que u_n tend vers - ?

u_n  v_n et v_n converge vers une valeur finie
u_n  v_n et v_n  +
u_n  v_n et v_n  -
u_n  v_n et u_n est bornée

u_n  v_n et v_n  -

Explication

Si u_n  v_n et que v_n tend vers -, alors u_n est encore plus petit et tend aussi vers -. C'est le cas de comparaison mentionné pour les limites infinies.

8. Quelle propriété suffit pour conclure qu’une suite est majorée ?

Ses termes deviennent tous positifs à partir d’un certain rang
Il existe un réel m tel que tous ses termes soient strictement supérieurs à m
Il existe un réel M tel que tous ses termes soient inférieurs ou égaux à M
La suite admet une limite finie

Il existe un réel M tel que tous ses termes soient inférieurs ou égaux à M

Explication

Une suite majorée est définie par l’existence d’un majorant réel M vérifiant u_m M pour tous les indices considérés. La positivité ou l’existence d’une limite finie ne caractérisent pas à elles seules la majoration.

9. Comment traite-t-on une forme indéterminée du type +/+  pour une fraction de polynômes ?

En factorisant par la plus grande puissance de m
En multipliant par la quantité conjuguée
En remplaçant chaque terme par sa valeur absolue
En utilisant le théorème des gendarmes

En factorisant par la plus grande puissance de m

Explication

Pour une fraction de polynômes, on factorise par la puissance dominante afin de faire apparaître des termes en 1/m qui s'annulent à la limite. C'est la méthode utilisée pour obtenir une limite évidente, souvent 0.

10. Si U_m = U_0 + mR avec R > 0, quelle est la limite de la suite ?

Elle dépend de U_0 uniquement
-fty
+fty
0

+fty

Explication

Quand la raison R est positive, les termes augmentent sans borne et la suite tend vers +∞. Si R était négative, la suite tendrait vers -∞.

11. Si u_n  v_n pour tout n et si v_n tend vers +, que peut-on conclure sur u_n ?

u_n tend aussi vers +
u_n tend vers 0
u_n tend vers -
On ne peut rien conclure

u_n tend aussi vers +

Explication

Quand une suite est majorée par une suite qui diverge vers +, elle diverge elle aussi vers +. Le sens de l'inégalité est ici compatible avec le transfert de la divergence.

12. Quelle condition caractérise une suite géométrique de raison q ?

La suite admet une limite finie
La somme des termes consécutifs est constante
Le quotient U_{m+1}/U_m est constant et U_m n’est pas nul
La différence U_{m+1}-U_m est constante

Le quotient U_{m+1}/U_m est constant et U_m n’est pas nul

Explication

Une suite géométrique est définie par un quotient constant U_{m+1}/U_m, ce qui exige U_m 0. La différence constante correspond à une suite arithmétique.

13. Pour la suite U_m = 2 + 4/m^2 avec m dans N*, quel encadrement permet de montrer qu’elle est à la fois minorée et majorée ?

2 < U_m < 6
4 U_m 8
2 U_m 6
0 < U_m < 4

2 < U_m < 6

Explication

Comme 0 < 4/m^2 < 4, on obtient 2 < 2 + 4/m^2 < 6. Cela montre que la suite est minorée par 2 et majorée par 6.

14. Quelle transformation permet de lever une forme indéterminée du type - avec une différence de racines comme {m}-{m+1} ?

Diviser par m^2 immédiatement
Multiplier par la quantité conjuguée
Additionner les deux racines sans autre calcul
Remplacer m par 0

Multiplier par la quantité conjuguée

Explication

La multiplication par la quantité conjuguée transforme la différence de racines en une expression plus simple à étudier. Dans l'exemple, on obtient un quotient dont le dénominateur tend vers +, donc la limite est 0.

15. Pour une suite géométrique positive de raison q, quelle est la limite lorsque -1 < q < 1 ?

1
+fty
0
La limite n’existe pas

0

Explication

Pour une suite géométrique positive, si -1 < q < 1, les termes décroissent vers 0. La valeur 1 correspond au cas q = 1.

16. Dans une preuve par récurrence, quelle étape consiste à vérifier que la propriété est vraie au rang de départ ?

La comparaison
L'hérédité
La conclusion
L'initialisation

L'initialisation

Explication

L'initialisation vérifie que la propriété est vraie au premier rang, souvent au rang 0 ou 1. L'hérédité intervient ensuite pour passer de n à n+1.

17. Dans l'exemple u_{n+1}=1/2(u_n+2/u_n) avec u_n>1, quelle est la limite possible de la suite ?

-2
2
1
0

2

Explication

En résolvant g(x)=x, on obtient x^2=2, donc x=b12. Comme les valeurs de la suite sont dans ]1,+[ , seule la solution positive convient.

18. Quelle règle de convergence est citée pour une suite monotone ?

Une suite divergente admet toujours une limite finie
Une suite croissante et majorée converge
Une suite croissante et minorée converge
Une suite décroissante et majorée converge

Une suite croissante et majorée converge

Explication

Le critère donné est : suite croissante + majorée implique convergence. De même, une suite décroissante et minorée converge, mais pas une suite décroissante majorée.

19. Quelle conclusion est correcte pour la suite U_m = 2 - m/4 ?

Elle n’a pas de sens de variation
Elle est constante
Elle est strictement croissante
Elle est strictement décroissante

Elle est strictement décroissante

Explication

La suite est affine de coefficient directeur négatif, donc elle est strictement décroissante. Un coefficient directeur positif conduirait au contraire à une croissance.

20. Pourquoi la suite (3m^2+(-1)^m)/m^2 admet-elle pour limite 3 ?

Parce qu'elle est encadrée entre deux suites qui tendent toutes deux vers 3
Parce que le terme (-1)^m domine le terme m^2
Parce qu'elle est géométrique
Parce que son numérateur devient nul

Parce qu'elle est encadrée entre deux suites qui tendent toutes deux vers 3

Explication

On utilise -1  (-1)^m  1, puis on encadre la suite entre 3-1/m^2 et 3+1/m^2, qui tendent toutes deux vers 3. Le gendarme permet alors de conclure.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 20 flashcards sur Techniques fondamentales en suites et limites.

Récurrence — définition ?

Méthode de preuve par étape

Initialisation — étape ?

Vérification au premier rang

Hérédité — rôle ?

Preuve pour $n+1$ à partir de $n$

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