Mathématiques du secondaire qualifiant

Généralités sur les suites (3)

2- Suites bornées

2.1 Suite majorée

2.1.1 Définition

On dit qu'une suite (un)n≥p est majorée
si (∃M∈IR)(∀n≥p): un≤M.

2.1.2 Exemple

Soit (un) une suite numérique définie par
(∀n∈IN): un=-n²+3.
Montrer que (∀n ∈IN): un≤3.

Correction

(∀n∈IN): -n²≤0
donc -n²+3≤3 ou encore un≤3
ainsi (un) est majorée par 3.

2.2 Suite minorée

2.2.1 Définition

On dit qu'une suite (un)n≥p est minorée
si (∃m∈IR)(∀n≥p): un≥m.

2.2.2 Exemple

Soit (un) une suite numérique définie par
(∀n∈IN): un=2n²+5.
Montrer que (∀n∈IN): un≥5.

Correction

On a (∀n∈IN): 2n²≥0
donc 2n²+5≥5 ou encore un≥5
et cela signifie que la suite (un) est minorée par 5.

2.3 Suite bornée

2.3.1 Définition

Une suite (un)n≥p est bornée si elle est majorée et minorée.
En d'autre terme
(un)n≥p est bornée⇔ (∃m;M∈IR)(∀n≥p): m≤un≤M.

2.3.2 Exemple

Soit (un) une suite numérique définie par
un+1=√(un+2) avec n∈IN et u0=7.
Montrer que (∀n∈IN): 0≤un≤7.

Correction

On montre par récurrence la propriété
P(n): (∀n ∈IN): 0≤un≤7.
1) Pour n=0 on a u0=7 donc 0≤u0≤7
ainsi P(n) est vraie pour n=0.

2) On suppose que P(n) est vrai pour n
on a donc 0≤un≤7 ou encore 2≤un+2≤7+2
ou encore √(2)≤√(un+2)≤3
or √(2)>0 et 3< 7 alors 0≤un+1≤7
donc P(n) est vraie pour n+1.
3) On déduit donc que P(n) est vraie pour tout n∈IN.
(∀n∈IN): 0≤un≤7
et cela signifie que la suite (un) est bornée.

2.3.3 Propriété

Soit (un)n≥p une suite numérique.
(un)n≥p est bornée
⇔ (∃α∈IR+*)(∀n≥p): |un|≤α.