Mathématiques1ère

Définition et exemples de suites
Exercices corrigés

Maîtrisez les suites numériques : définition, exemples, notations, premiers termes, formules générales grâce à ces 5 exercices détaillés.

Concepts & Exercices
\(\text{Suite} = (u_n)_{n \in \mathbb{N}} = u_0, u_1, u_2, u_3, \ldots\)
Notation d'une suite
Suite
Fonction → Image
Application
Terme général
\(u_n = f(n)\)
Expression
Premiers termes
\(u_0, u_1, u_2, \ldots\)
Valeurs
Exercice 1
Calculer les premiers termes d'une suite définie par \(u_n = 2n + 1\)
Exercice 2
Déterminer les 5 premiers termes de la suite \(u_n = n^2\)
Exercice 3
Trouver les premiers termes de la suite \(u_n = \frac{1}{n+1}\)
Exercice 4
Identifier la formule d'une suite à partir de ses premiers termes
Exercice 5
Comprendre la notion de suite infinie
Corrigé : Exercices 1 à 3
1 Suite définie par \(u_n = 2n + 1\)
Définition :

Suite : Une suite numérique est une fonction de \(\mathbb{N}\) (ou une partie de \(\mathbb{N}\)) vers \(\mathbb{R}\). On la note \((u_n)_{n \in \mathbb{N}}\).

Méthode de calcul :
  1. Identifier la formule générale de la suite
  2. Remplacer \(n\) par les valeurs demandées
  3. Effectuer les calculs pour obtenir les termes
  4. Présenter les résultats dans l'ordre
Formule
\(u_n = 2n + 1\)
Calcul
\(u_0, u_1, u_2, u_3\)
Étape 1 : Calcul de \(u_0\)

\(u_0 = 2 \times 0 + 1 = 0 + 1 = 1\)

Étape 2 : Calcul de \(u_1\)

\(u_1 = 2 \times 1 + 1 = 2 + 1 = 3\)

Étape 3 : Calcul de \(u_2\)

\(u_2 = 2 \times 2 + 1 = 4 + 1 = 5\)

Étape 4 : Calcul de \(u_3\)

\(u_3 = 2 \times 3 + 1 = 6 + 1 = 7\)

\(u_0 = 1, u_1 = 3, u_2 = 5, u_3 = 7\)
Premiers termes :

\(u_0 = 1, u_1 = 3, u_2 = 5, u_3 = 7\)

Règles appliquées :

Substitution : Remplacer \(n\) par la valeur demandée dans la formule

Calcul : Effectuer les opérations dans l'ordre correct

Ordre : Présenter les termes dans l'ordre croissant des indices

2 Suite définie par \(u_n = n^2\)
Définition :

Suite des carrés : Suite dont le terme général est \(u_n = n^2\), où chaque terme est le carré de son indice.

Formule
\(u_n = n^2\)
Calcul
\(u_0, u_1, u_2, u_3, u_4\)
Résultat
Carrés
Étape 1 : Calcul de \(u_0\)

\(u_0 = 0^2 = 0\)

Étape 2 : Calcul de \(u_1\)

\(u_1 = 1^2 = 1\)

Étape 3 : Calcul de \(u_2\)

\(u_2 = 2^2 = 4\)

Étape 4 : Calcul de \(u_3\)

\(u_3 = 3^2 = 9\)

Étape 5 : Calcul de \(u_4\)

\(u_4 = 4^2 = 16\)

\(u_0 = 0, u_1 = 1, u_2 = 4, u_3 = 9, u_4 = 16\)
Premiers termes :

\(u_0 = 0, u_1 = 1, u_2 = 4, u_3 = 9, u_4 = 16\)

Règles appliquées :

Calcul des puissances : \(n^2 = n \times n\)

Ordre : Présenter les termes dans l'ordre croissant

Précision : Effectuer les calculs avec soin

3 Suite définie par \(u_n = \frac{1}{n+1}\)
Définition :

Suite rationnelle : Suite dont le terme général est une fraction rationnelle en fonction de \(n\).

Formule
\(u_n = \frac{1}{n+1}\)
Calcul
\(u_0, u_1, u_2, u_3\)
Résultat
Fractions
Étape 1 : Calcul de \(u_0\)

\(u_0 = \frac{1}{0+1} = \frac{1}{1} = 1\)

Étape 2 : Calcul de \(u_1\)

\(u_1 = \frac{1}{1+1} = \frac{1}{2}\)

Étape 3 : Calcul de \(u_2\)

\(u_2 = \frac{1}{2+1} = \frac{1}{3}\)

Étape 4 : Calcul de \(u_3\)

\(u_3 = \frac{1}{3+1} = \frac{1}{4}\)

\(u_0 = 1, u_1 = \frac{1}{2}, u_2 = \frac{1}{3}, u_3 = \frac{1}{4}\)
Premiers termes :

\(u_0 = 1, u_1 = \frac{1}{2}, u_2 = \frac{1}{3}, u_3 = \frac{1}{4}\)

Règles appliquées :

Substitution : Remplacer \(n\) par la valeur demandée

Calcul des fractions : Effectuer les divisions exactes

Domaine de définition : Vérifier que le dénominateur n'est pas nul

Corrigé : Exercices 4 à 5
4 Identifier la formule d'une suite
Définition :

Reconnaissance de suite : Processus qui consiste à trouver la formule générale d'une suite à partir de ses premiers termes.

Termes donnés
\(1, 3, 5, 7, 9, \ldots\)
Recherche
Formule générale
Résultat
\(u_n = 2n + 1\)
Étape 1 : Observation des termes

On remarque que les termes sont impairs consécutifs : 1, 3, 5, 7, 9, ...

Étape 2 : Recherche de la relation

On observe que : \(u_0 = 1 = 2 \times 0 + 1\), \(u_1 = 3 = 2 \times 1 + 1\), \(u_2 = 5 = 2 \times 2 + 1\), etc.

Étape 3 : Généralisation

On en déduit que le terme général est \(u_n = 2n + 1\).

Étape 4 : Vérification

On vérifie avec quelques valeurs : \(u_3 = 2 \times 3 + 1 = 7\) ✓, \(u_4 = 2 \times 4 + 1 = 9\) ✓

\(u_n = 2n + 1\)
Formule générale :

\(u_n = 2n + 1\)

Règles appliquées :

Observation : Repérer des motifs dans les termes donnés

Logique : Chercher une relation entre l'indice et la valeur

Vérification : Tester la formule trouvée avec d'autres termes

5 Notion de suite infinie
Définition :

Suite infinie : Suite dont les termes sont indexés par tous les entiers naturels : \(u_0, u_1, u_2, \ldots, u_n, \ldots\)

Suite
\((u_n)_{n \in \mathbb{N}}\)
Indices
\(0, 1, 2, 3, \ldots\)
Terme général
\(u_n\)
Étape 1 : Comprendre l'infinité

Une suite infinie a un terme pour chaque entier naturel : \(u_0, u_1, u_2, u_3, \ldots\)

Étape 2 : Notation

On note la suite \((u_n)_{n \in \mathbb{N}}\) ou simplement \((u_n)\).

Étape 3 : Différence avec une suite finie

Une suite finie n'a qu'un nombre limité de termes, alors qu'une suite infinie continue indéfiniment.

\((u_n)_{n \in \mathbb{N}} = u_0, u_1, u_2, u_3, \ldots\)
Notation d'une suite infinie :

\((u_n)_{n \in \mathbb{N}} = u_0, u_1, u_2, u_3, \ldots\)

Règles appliquées :

Indexation : Les termes sont indexés par des entiers naturels

Notation : Utiliser la notation \((u_n)_{n \in \mathbb{N}}\) pour les suites infinies

Concept : Comprendre qu'une suite infinie continue indéfiniment

Cours bien détaillé
\(\text{Suite} = (u_n)_{n \in \mathbb{N}} = u_0, u_1, u_2, u_3, \ldots\)
Notation d'une suite
🎯
Définition : Une suite est une fonction de \(\mathbb{N}\) vers \(\mathbb{R}\).
📋
Notation : On note \((u_n)\) ou \((u_n)_{n \in \mathbb{N}}\) la suite.
🔢
Terme général : \(u_n\) est le terme d'indice \(n\) de la suite.
📊
Types : Suites arithmétiques, géométriques, rationnelles, etc.
Domaine : L'ensemble de définition est \(\mathbb{N}\) ou une partie de \(\mathbb{N}\).
💡
Conseil : Toujours vérifier que la formule est définie pour tous les indices demandés.
🔍
Attention : Ne pas confondre le rang \(n\) et la valeur du terme \(u_n\).
Astuce : Pour reconnaître une suite, observer les variations entre les termes.
📋
Méthode : Toujours écrire les premiers termes pour comprendre la suite.
Vérification : Vérifier la formule trouvée en recalculant quelques termes.
📚
Documentation : Les suites sont utilisées dans de nombreux domaines mathématiques.
Méthodes de travail avec les suites :
  • Calcul de termes : Remplacer \(n\) par la valeur demandée dans la formule
  • Reconnaissance : Observer les premiers termes pour trouver la formule
  • Vérification : Tester la formule trouvée avec d'autres valeurs
  • Domaine de définition : S'assurer que la formule est valide pour les indices concernés
Règles importantes :
  • Le terme général \(u_n\) dépend de l'entier \(n\) (son indice)
  • Une suite est infinie si elle est définie pour tous les entiers naturels
  • Le premier terme est souvent \(u_0\) mais peut être \(u_1\) selon le contexte
  • Il est important de distinguer le rang \(n\) et la valeur du terme \(u_n\)
  • La suite est définie par son terme général ou par récurrence
\(u_n = f(n) \Rightarrow \text{Suite explicite}\)
Forme explicite d'une suite
Types de suites
Arithmétique → Géométrique → Rationnelle
Classifications
Notations
\((u_n)\) → \((u_n)_{n \in \mathbb{N}}\) → \(\{u_n\}\)
Écritures
Exemples
\(u_n = 2n + 1\) → \(v_n = n^2\) → \(w_n = \frac{1}{n+1}\)
Applications
Définition et exemples de suites Suites numériques