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Terminale · Limites de suites et raisonnement par récurrence
Suites géométriques et théorèmes de comparaison
Limite de selon les valeurs de
Pour une suite géométrique , le comportement à l'infini dépend entièrement de la raison :
| Valeur de |
| (suite constante) | |
| pas de limite (oscille entre et ) | |
| pas de limite |
Exemple : car . Mais car .
Théorèmes de comparaison
Théorème de comparaison (cas infini) : si, à partir d'un certain rang, et , alors (et de façon symétrique pour ).
Théorème des gendarmes (ou d'encadrement) : si, à partir d'un certain rang, , et si , alors .
Exemple d'application : soit . On sait que , donc :
Comme et , le théorème des gendarmes donne .
Méthode : ces théorèmes sont précieux lorsqu'on ne peut pas calculer directement la limite (suite trop complexe, présence de , , ou de termes oscillants).
Exercices de la leçon
Exercice 1
Quelle est la limite de quand ?
Corrigé
Comme , la suite géométrique tend vers .
Exercice 2
La suite tend vers quand .
Corrigé
Comme , la suite n'a pas de limite : elle alterne des valeurs positives et négatives de plus en plus grandes en valeur absolue.
Exercice 3
Soit . Détermine la limite de quand et justifie en utilisant les opérations sur les limites.
Corrigé
On reconnaît une suite géométrique de raison qui tend vers , puis on applique la règle de somme avec une constante.
Exercice 4
Soit pour . En utilisant un encadrement, démontre que .
Corrigé
On encadre la suite à l'aide de l'inégalité , puis on applique le théorème des gendarmes car les deux bornes tendent vers la même limite.
Exercice 5
Soit . On admet que pour tout . Quelle est la limite de ?
Corrigé
On a . Comme , le théorème de comparaison donne .
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