Suite croissante
Les premiers termes d'une suite montent : $2$, $5$, $7$, $8$… Est-ce que la suite montera toujours ? Au lycée, on ne se contente pas de « ça a l'air de monter » : on le démontre pour tout entier $n$, sans calculer terme après terme. Par exemple, le montant d'un forfait d'épargne mensuel va-t-il vraiment croître chaque mois ? Il te faut une méthode sûre.
Le signe de la différence
Écrire les quatre premiers termes de la suite $a_n = 3n - 5$ et vérifier, en calculant la différence $a_{n+1} - a_n$, qu'il s'agit d'une suite strictement croissante.
Écrire les quatre premiers termes de la suite $a_n = 3n - 5$ et vérifier, en calculant la différence $a_{n+1} - a_n$, qu'il s'agit d'une suite strictement croissante.
Déterminer si la suite $c_n = n^2 + 2n$ est croissante. Pour cela, calculer algébriquement la différence entre le terme $n+1$ et le terme $n$, puis étudier le signe du…
Déterminer si la suite $c_n = n^2 + 2n$ est croissante. Pour cela, calculer algébriquement la différence entre le terme $n+1$ et le terme $n$, puis étudier le signe du résultat.
Montrer algébriquement que la suite de terme général $a_n = \frac{3n-1}{2n+5}$ est strictement croissante. Pour cela, développer l'inéquation $a_{n+1} - a_n > 0$ et…
Montrer algébriquement que la suite de terme général $a_n = \frac{3n-1}{2n+5}$ est strictement croissante. Pour cela, développer l'inéquation $a_{n+1} - a_n > 0$ et justifier le signe du numérateur et du dénominateur obtenus.
Le quotient pour les termes positifs
Quand tous les termes sont strictement positifs, on peut comparer en divisant plutôt qu'en soustrayant.
Soit la suite géométrique $d_n = 3^n$. Utiliser la méthode du quotient (c'est-à-dire calculer $\frac{d_{n+1}}{d_n}$) pour montrer qu'elle est strictement croissante.
Soit la suite géométrique $d_n = 3^n$. Utiliser la méthode du quotient (c'est-à-dire calculer $\frac{d_{n+1}}{d_n}$) pour montrer qu'elle est strictement croissante.
Un arbre fraîchement planté mesure $150$ cm. Chaque année, sa hauteur augmente de $5$ % par rapport à la hauteur de l'année précédente. Exprimer sa hauteur $h_n$ au bout…
Un arbre fraîchement planté mesure $150$ cm. Chaque année, sa hauteur augmente de $5$ % par rapport à la hauteur de l'année précédente. Exprimer sa hauteur $h_n$ au bout de $n$ ans et justifier à l'aide du critère du quotient que la suite de ses hauteurs est croissante.
La population d'une colonie de bactéries dans une culture contrôlée est modélisée par la suite $P_n = 200 \cdot (1,15)^n$, où $n \geq 1$ représente le nombre de jours…
La population d'une colonie de bactéries dans une culture contrôlée est modélisée par la suite $P_n = 200 \cdot (1,15)^n$, où $n \geq 1$ représente le nombre de jours écoulés. Utiliser le critère du quotient $\frac{P_{n+1}}{P_n}$ pour montrer rigoureusement que la population est en croissance constante.
Quand $u_n = f(n)$ : utiliser les variations de $f$
Si $u_n = f(n)$ et que la fonction $f$ est croissante sur $[0 ; +\infty[$, alors $u_{n+1} = f(n+1) \geqslant f(n) = u_n$ : la suite est croissante.
Soit la suite de terme général $b_n = \frac{n}{2} + 4$. Montrer qu'elle est croissante en vérifiant que $b_{n+1} \geq b_n$ pour tout entier naturel $n$.
Soit la suite de terme général $b_n = \frac{n}{2} + 4$. Montrer qu'elle est croissante en vérifiant que $b_{n+1} \geq b_n$ pour tout entier naturel $n$.
Vérifier que la suite définie par récurrence par $a_1 = 3$ et $a_{n+1} = a_n + \frac{1}{n}$ est strictement croissante pour tout $n \geq 1$.
Vérifier que la suite définie par récurrence par $a_1 = 3$ et $a_{n+1} = a_n + \frac{1}{n}$ est strictement croissante pour tout $n \geq 1$.
Dans une expérience de cinématique, la vitesse d'un mobile à l'instant $n$ (en secondes) est donnée par la suite $v_n = 10 - \frac{20}{n+1}$ en m/s. Montrer par le…
Dans une expérience de cinématique, la vitesse d'un mobile à l'instant $n$ (en secondes) est donnée par la suite $v_n = 10 - \frac{20}{n+1}$ en m/s. Montrer par le calcul que le mobile accélère en permanence (la suite des vitesses est strictement croissante) et observer le graphique pour déterminer s'il dépassera à un moment les $10$ m/s.
Montrer que la suite $b_n = \frac{n^2}{n^2+1}$ est strictement croissante pour tout $n \geq 1$. Existe-t-il une valeur de $n$ pour laquelle $b_n \geq 1$ ? Justifier la…
Montrer que la suite $b_n = \frac{n^2}{n^2+1}$ est strictement croissante pour tout $n \geq 1$. Existe-t-il une valeur de $n$ pour laquelle $b_n \geq 1$ ? Justifier la réponse.
Suites avec un paramètre
Certains problèmes demandent pour quelles valeurs d'un paramètre la suite est croissante : on écrit la condition $u_{n+1} - u_n > 0$ et on l'isole en fonction du paramètre.
Déterminer les valeurs du paramètre $k \in \mathbb{R}$ pour lesquelles la suite définie par $a_n = (k-3)n + 5$ est strictement croissante. Justifier la réponse à partir…
Déterminer les valeurs du paramètre $k \in \mathbb{R}$ pour lesquelles la suite définie par $a_n = (k-3)n + 5$ est strictement croissante. Justifier la réponse à partir de la différence $a_{n+1} - a_n$.
Déterminer l'ensemble des valeurs de $x \in \mathbb{R}$ pour lesquelles la suite géométrique $a_n = (2x - 1)^n$ est strictement croissante et à termes tous positifs.
Déterminer l'ensemble des valeurs de $x \in \mathbb{R}$ pour lesquelles la suite géométrique $a_n = (2x - 1)^n$ est strictement croissante et à termes tous positifs.
Quand le résultat est moins évident
Pour les suites avec racines, le conjugué simplifie la différence ; pour les suites plus complexes, on peut combiner plusieurs idées.
On considère la suite avec radicaux $c_n = \sqrt{n+5}$. Montrer qu'elle est strictement croissante. Pour éviter de travailler directement avec des inégalités de racines,…
On considère la suite avec radicaux $c_n = \sqrt{n+5}$. Montrer qu'elle est strictement croissante. Pour éviter de travailler directement avec des inégalités de racines, multiplier et diviser l'expression $c_{n+1} - c_n$ par son conjugué.
Montrer que la suite de terme général $a_n = \sqrt{n^2+n} - n$ est strictement croissante. Indice : multiplier et diviser par l'expression conjuguée avant d'étudier la…
Montrer que la suite de terme général $a_n = \sqrt{n^2+n} - n$ est strictement croissante. Indice : multiplier et diviser par l'expression conjuguée avant d'étudier la différence $a_{n+1} - a_n$.
Étudier le sens de variation de la suite $x_n = \frac{2^n}{n!}$. Montrer qu'elle n'est pas strictement croissante pour tout $n$, en indiquant à partir de quel terme…
Étudier le sens de variation de la suite $x_n = \frac{2^n}{n!}$. Montrer qu'elle n'est pas strictement croissante pour tout $n$, en indiquant à partir de quel terme précis elle commence à décroître strictement.
Retiens qu'il faut distinguer croissante et qui dépasse un seuil : une suite peut croître sans jamais dépasser un nombre donné, comme $v_n = 10 - \dfrac{20}{n+1}$, qui est croissante et reste inférieure à $10$. Ici, on a $vn < 10$ pour tout $n$.
Montrer que la suite rationnelle $a_n = \frac{pn+q}{rn+s}$ (en supposant que $r > 0$ et $rn+s > 0$ pour tout $n \geq 1$) est strictement croissante si et seulement si la…
Montrer que la suite rationnelle $a_n = \frac{pn+q}{rn+s}$ (en supposant que $r > 0$ et $rn+s > 0$ pour tout $n \geq 1$) est strictement croissante si et seulement si la condition $ps - qr > 0$ est vérifiée.
Retour au début : pour savoir si un montant d'épargne croît toujours, on étudie le signe de $u_{n+1} - u_n$ pour tout $n$, et non quelques termes seulement.