Suites et Récurrence

1. Introduction aux suites

Une suite numérique est une fonction définie sur l'ensemble des entiers naturels \(\mathbb{N}\) et à valeurs dans \(\mathbb{R}\). On la note généralement \((u_n)\) où \(n\) est l'indice de la suite.

1.1 Modes de génération d'une suite

Exemple :

Suite arithmétique : \(u_n = u_0 + nr\) (formule explicite)

Suite géométrique : \(u_n = u_0 \times q^n\) (formule explicite)

2. Suites définies par récurrence

Une suite définie par récurrence est caractérisée par :

Définition :

Une suite \((u_n)\) est définie par récurrence si elle est de la forme :

\[ \begin{cases} u_0 \text{ donné} \\ u_{n+1} = f(u_n) \text{ pour tout } n \in \mathbb{N} \end{cases} \]

où \(f\) est une fonction donnée.

2.1 Exemples de suites récurrentes

Exemple 1 : Suite arithmétique

\(u_{n+1} = u_n + r\) où \(r\) est la raison de la suite

Exemple 2 : Suite géométrique

\(u_{n+1} = q \times u_n\) où \(q\) est la raison de la suite

3. Étude des suites

3.1 Monotonie

Une suite peut être :

3.2 Convergence et limite

Une suite converge si elle a une limite finie quand \(n\) tend vers l'infini.

Théorème : Convergence d'une suite monotone et bornée

Toute suite monotone et bornée converge.

4. Suites arithmético-géométriques

Une suite arithmético-géométrique est définie par récurrence sous la forme :

\[u_{n+1} = au_n + b\]

où \(a\) et \(b\) sont des constantes réelles, avec \(a \neq 0\) et \(a \neq 1\).

5. Applications

Les suites récurrentes sont très utiles pour modéliser de nombreux phénomènes :

Exercices sur les suites et la récurrence