Module
Limites et inégalités de suites
- Domaine
- Analyse
- Prérequis
- Suites convergentes
Limites et inégalités
Théorème Passage à la limite dans les inégalités larges
Soient \((u_n)_{n\in\mathbb{N}}\) et \((v_n)_{n\in\mathbb{N}}\) deux suites convergentes de \(\mathcal{S}(\mathbb{R})\).
Théorème Existence de limite par encadrement
Soient \((u_n)\), \((v_n)\) et \((w_n)\) trois suites de \(\mathcal{S}(\mathbb{R})\) telles que, à partir d’un certain rang :
Si les suites \((u_n)\) et \((w_n)\) convergent vers le même réel, alors \((v_n)\) converge et :
Exemple résolu Convergence d’une somme encadrée réservé aux comptes
Corollaire Convergence par majoration en valeur absolue
Soient \((u_n)_{n\in\mathbb{N}}\) et \((v_n)_{n\in\mathbb{N}}\) deux suites de \(\mathcal{S}(\mathbb{R})\) telles que l’on ait, à partir d’un certain rang, \(|u_n|\leq v_n\).
Si la suite \((v_n)_{n\in\mathbb{N}}\) converge vers \(0\), alors la suite \((u_n)_{n\in\mathbb{N}}\) converge vers \(0\).
Comparaison de limites infinies
Théorème Comparaison avec une limite infinie
Soient \((u_n)_{n\in\mathbb{N}}\) et \((v_n)_{n\in\mathbb{N}}\) deux suites de \(\mathcal{S}(\mathbb{R})\) telles que l’on ait, à partir d’un certain rang, \(u_n\leq v_n\).
Exemple résolu Convergence d’une suite à numérateur trigonométrique réservé aux comptes
Exemple résolu Divergence d’une suite somme réservé aux comptes
Remarques Remarques
Remarque Inégalités strictes
On ne peut pas affiner le résultat précédent en utilisant une inégalité stricte.
On considère la suite \((u_n)\) définie par \(\forall n\in\mathbb{N}^{*},\ u_n=\dfrac{1}{n}\).
On considère les suites \((v_n)\) et \((w_n)\) définies par \(\forall n\in\mathbb{N}^{*},\ v_n=1+\dfrac{1}{n}\) et \(w_n=1-\dfrac{1}{n}\).
Soient \((u_n)_{n\in\mathbb{N}}\) et \((v_n)_{n\in\mathbb{N}}\) deux suites convergentes de \(\mathcal{S}(\mathbb{R})\).
Remarque Conditions d’application
Que peut-on dire de l’inégalité \(\forall n\in\mathbb{N}^{*},\ \cos n-3<\dfrac{1}{n}\) ?
Que peut-on dire de l’inégalité \(\forall n\in\mathbb{N}^{*},\ \dfrac{1}{n^2}<(-1)^n+3\) ?
On ne peut utiliser le théorème que si les deux suites convergent.
Il permet uniquement de comparer des limites déjà existantes et non de calculer une limite d’une suite, contrairement aux théorèmes d’encadrement et de comparaison.