Mathématiques du secondaire qualifiant

Suites numériques (10)

Rappel Suites adjacentes
Soient (un)n∈I et (vn)n∈I deux suites réelles, on dit que (un)n∈I et (vn)n∈I sont adjacentes si les conditions ci-dessous sont vérifiées:
1) (un)n∈I est croissante
2) (vn)n∈I est décroissante

3)
lim
+∞
(un-vn) = 0

Toutes suites réelles adjacentes (un)n∈I et (vn)n∈I sont convergentes et admettent la même limite L
et de plus (∀n∈I): un ≤ L ≤ vn

Exercice 1 tp

Soient (un)n∈IN* et (vn)n∈IN* deux suites réelles définies par

un = n-3 vn = n+2
nn

1) Montrer que (un)n∈IN* est croissante et (vn)n∈IN* est décroissante
2) Montrer que (un)n∈IN* et (vn)n∈IN* sont adjacentes

Correction

1) La suite (un)n∈IN* est croissante car ∀n∈IN*

un+1 - un = n+1 -3 - n-3
n+1n
= n²-2n -(n²-2n-3) = 3
(n+1)n(n+1)n

Puisque n∈IN* alors n+1>0 donc n(n+1)>0
Ainsi un+1 - un > 0
2) La suite (vn)n∈IN* est décroissante car ∀n∈IN*

vn+1 - vn = n+1 + 2 - n+2
n+1n
= n²+3n - (x²+3n+2) = - 2
n(n+1n(n+1)

Puisque n∈IN* alors n+1>0 et donc n(n+1)>0
-2 < 0 alors vn+1 - vn < 0

3) On pose wn = un - vn

wn = n-3 - n+2
nn
= n-3 - (n+2) = - 5
nn

lim
+∞
- 5 = 0 ⇒
lim
+∞
wn = 0
n

Finalement les suites (un)n∈IN* et (vn)n∈IN* sont adjacentes