Pour chaque proposition, indiquer si elle est vraie ou fausse et proposer une justification pour la réponse choisie. Pour tout entier naturel n, on considère une suite (un) dont aucun terme n'est nul. On définit alors la suite(vn) par vn=un−2.
Question 1
Partie A
Proposition 1 : Si (un) est convergente, alors (vn) est convergente.
Vrai
Faux
Correction
La bonne réponse est b. En effet, considérons la suite (un) définie pour tout n par : un=n+11 . Alors aucun terme de la suite (un) n'est nul, et la suite (un) converge vers 0. Or, vn=un−2 d'où vn=(n+11)−2=−2(n+1) Or, n→+∞limvn=n→+∞limvn−2(n+1)=−∞. Il en résulte donc que la suite (vn) est divergente.
Question 2
Proposition 2 : Si (un) est minorée par 2, alors (vn) est minorée par −1.
Vrai
Faux
Correction
La bonne réponse est a. Si (un) est minorée par 2, alors pour tout entier n, on a : un≥2. Comme la fonction inverse est décroissante sur [2;+∞[, il vient que : un1≤21. En multipliant par −2, on a un−2≥2−2. Ainsi vn≥−1, donc (vn) est minorée par −1 est vraie.
Question 3
Proposition 3 : Si (un) est décroissante, alors (vn) est croissante.
Vrai
Faux
Correction
La bonne réponse est b. Soit (un) la suite définie par un=n+11. Cette suite est décroissante (avec aucun terme nul) et la suite (vn) définie par vn=un−2=−2(n+1) est décroissante non constante, donc on ne peut pas dire qu'elle soit croissante.
Question 4
Proposition 4 : Si (un) est divergente, alors (vn) converge vers zéro.
Vrai
Faux
Correction
La bonne réponse est b. Rappelons qu'une suite est divergente si elle n'est pas convergente. Donc soit elle tend vers ±∞, soit elle n'a pas de limite. Soit un=−2×(−1)n. La suite (un) est divergente. Or, vn=un−2=−2×(−1)n−2 donc vn=(−1)n1=(−1)n(1)n=(−11)n=(−1)n. La suite (vn) est également divergente.
Question 5
Partie B Cette partie est indépendante de la partie A. Pour chaque proposition, indiquer si elle est vraie ou fausse et proposer une justification pour la réponse choisie.
Proposition 1 : La suite (vn) définie par vn=n52n est convergente.
Vrai
Faux
Correction
La bonne réponse est b. n→+∞limvn=n→+∞limn52n n→+∞limvn=n→+∞limeln(n5)eln(2n) n→+∞limvn=n→+∞limeln(n5)eln(2n) n→+∞limvn=n→+∞lime5ln(n)enln(2) n→+∞limvn=n→+∞limenln(2)−5ln(n) Calculons tout d'abord : n→+∞limnln(2)−5ln(n) n→+∞limnln(2)−5ln(n)=n→+∞limn(nnln(2)−5ln(n)) n→+∞limnln(2)−5ln(n)=n→+∞limn(ln(2)−n5ln(n)) n→+∞limnn→+∞limln(2)−n5ln(n)==+∞ln(2)⎭⎬⎫ par produit n→+∞limn(ln(2)−n5ln(n))=+∞ Par composition :
n→+∞limvn=n→+∞limenln(2)−5ln(n)=+∞
La suite (vn) est donc divergente.
Question 6
Proposition 2 : Pour tout entier naturel n, une suite (un) est définie par {u0un+1==22un−1 La suite (vn) définie par vn=ln(un−1) est arithmétique de raison −ln(2).
Vrai
Faux
Correction
La bonne réponse est b. vn+1−vn=ln(un+1−1)−ln(un−1) vn+1−vn=ln(2un−1−1)−ln(un−1) car un+1=2un−1 vn+1−vn=ln(2un−2)−ln(un−1) vn+1−vn=ln(2×(un−1))−ln(un−1) vn+1−vn=ln2+ln(un−1)−ln(un−1)
vn+1−vn=ln2
La suite (vn) définie par vn=ln(un−1) est arithmétique de raison ln(2).
Question 7
Proposition 3 : Pour tout entier n non nul, la suite (vn) définie par : vn=k=0∑nn+k1 est décroissante.
Vrai
Faux
Correction
La bonne réponse est a. vn=k=0∑nn+k1 peut également s'écrire vn=n1+n+11+n+21+…+2n1. Ainsi vn+1=k=0∑n+1n+1+k1 d'où vn+1=n+11+n+21+n+31+…+2n1+2n+11+2(n+1)1 Il vient alors que : vn+1−vn=n+11+n+21+n+31+…+2n1+2n+11+2(n+1)1−(n1+n+11+n+21+…+2n1) vn+1−vn=n+11+n+21+n+31+…+2n1+2(n+1)1−n1−n+11−n+21−…−2n1 vn+1−vn=−n1+2(n+1)1 vn+1−vn=−2n(2n+1)(n+1)2(2n+1)(n+1)+2n(2n+1)(n+1)2n(n+1)+2n(2n+1)(n+1)n(2n+1) vn+1−vn=2n(2n+1)(n+1)−2(2n2+2n+n+1)+2n2+2n+2n2+n vn+1−vn=2n(2n+1)(n+1)−2(2n2+3n+1)+4n2+3n vn+1−vn=2n(2n+1)(n+1)−4n2−6n−2+4n2+3n vn+1−vn=2n(2n+1)(n+1)−3n−2 Pour tout entier n non nul, on a 2n(2n+1)(n+1)>0 et −3n−2<0 . Ainsi :
vn+1−vn<0
La suite (vn) est décroissante.
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