SUITES ADJACENTES TS

                            SUITES ADJACENTES TS                 10 mars  2011               

   1  .  SUITES ADJACENTES

                        Soit deux suites numériques  (  un  ) et (  vn  ) définies sur IN;

                        On dit qu'elles sont adjacentes quand les deux conditions suivantes sont réalisées:

                               •  La suite  (  un  )  est croissante sur IN et la suite  (  vn  ) est décroissante sur IN.

                               •  lim  ( vn -  un  ) = 0

                                   n →  + ∞ 

        Remarque :                "On peut penser à un escalier avec deux personnes.

                                               L'une descend l'escalier à partir du haut.

                                              L'autre monte l'escalier  à partir du bas.

                                             L'écart entre les deux personne tend à devenir nul.

                                            Alors les deux personnes vont se rencontrer pour se serrer la main."

   2. Exemple:

                          Soit   un =  1 -  1 / n

                                    vn   = 1 + 1 / n2                pour tout n dans IN*

                           Etablir que les deux suites sont adjacentes.

                            Réponse.

                        • La fonction rationnelle f : x →    1 -  1/ x    est définie et dérivable dans IR*

                                                                      f ' : x →    1/ x2   

                                                                    f '   > 0   sur IR* 

                                     La restriction de f à IN* est donc croissante.

                                   La suite  (  un  )  est croissante sur IN*.

                            • La fonction rationnelle g: x →    1 +   1/ x2      est définie et dérivable dans IR*.

                                                                          g ' : x →    -  2   /  x3

                                                                          g '  <  0   sur IR*

                                                La restriction de g  à  IN * est donc décroissante.

                                               La suite  (  vn  )  est décroissante sur IN*.

                               •  vn  -  un   =  1 + 1 / n2    - (   1 -  1/ n  ) = 1  / n2    + 1  / n

                                        On a :   lim ( 1  / n2    + 1  / n ) 0

                                                  n →  + ∞ 

                                         c-à-d  

                                                lim (      vn  -  un  ) = 0

                                                n →  + ∞  

                                Conclusion : Les deux suites sont adjacentes

               14. PROPRIETE

                        Soit deux suites numériques  (  un  ) et (  vn  ) adjacentes définies sur IN.

                         Si c'est la suite  (  un  ) qui est croissante sur IN et la suite  (  vn  ) qui est  décroissante  sur IN.

                        Alors :

                            un      ≤     vn   pour tout n dans IN.

                           Elles  ont la même limite finie.

                      Explication:

                    •  La suite ( vn  -  un   ) est décroissante sur IN .

                        En effet:

                             (   vn+1  -  un+1  )  -  (   vn  -  un   ) =   ( vn+1  -  vn   ) -  (   un+1 -  un  )

                                Mais      vn+1  -  vn   ≤ 0

                                                un+1 -  un  ≥ 0    Donc  - (   un+1 -  un   ) ≤ 0

                               Ainsi       (   vn+1  -  un+1  )  -  (   vn  -  un   ) ≤ 0          pour tout n dans IN.

                             Donc la suite ( vn  -  un   ) est bien décroissante sur IN .

                        •  La suite ( vn  -  un   )est à termes positifs sur IN.

                              En effet     on a    lim ( vn  -  un   ) = 0

                                                             n  →  + ∞  

                                                   De plus  la suite ( vn  -  un   ) est décroissante on peut dire

                                                 que ses termes sont positifs.

                                                c'est-à-dire   vn  -  un   ≥ 0    pour tout n dans IN.

                                                    c-à-d        un     ≤    v       pour tout n dans IN.

                        •  Les deux suites (  un  ) et (  vn  ) convergent vers le même réel.

                          En effet :

                         On a :      u0    ≤      un    ≤   vn     ≤    v 0       

                        Ainsi la suite  ( un  )  est croissante et est majorée par v0   .

                        Donc la suite ( un  )  converge vers un réel  L.

                        De même la suite  ( vn  )  est décroissante et minorée par u0   .

                        Donc  la suite  ( vn  ) converge vers un réel L'.

                        Montrons à présent que  L = L '.

                           On sait que :                lim ( vn  -  un   )  = 0

                                                                     n →  + ∞  

                                 et                              lim ( vn  -  un   ) = L ' - L

                                                                 n →  + ∞  

                           D'où     L ' - L =  0           c-a-d            L = L '

                            Conclusion  :  Les deux suites (  un  ) et (  vn  ) convergent vers le même réel.

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Dernière mise à jour de cette page le 10/03/2011