Suite décroissante
Une pièce de métal refroidit, une machine perd de la valeur chaque année, une balle rebondit de moins en moins haut. Dans chaque cas, chaque terme est plus petit que le précédent. Comme pour les suites croissantes, tu ne vas pas seulement l'observer : tu vas le démontrer.
Le signe de la différence
Pour prouver la décroissance, on calcule $u_{n+1}-u_n$, on le met sous forme factorisée ou sous un même dénominateur, puis on étudie son signe pour tout $n$. Vérifier quelques termes ne suffit pas.
Quand la suite est définie par $u_n=f(n)$, on peut aussi utiliser les variations de la fonction $f$ : si $f$ est strictement décroissante sur $[0\ ;+\infty[$, alors $(u_n)$ est strictement décroissante, car $n Montrer, en étudiant le signe de la différence $a_{n+1} - a_n$, que la suite polynomiale de terme général $a_n = -4n + 7$ est strictement décroissante pour tout entier naturel $n$. Indiquer si l'affirmation suivante est vraie ou fausse et justifier la réponse par un contre-exemple numérique : « Toute suite dont les termes sont tous négatifs est nécessairement une suite décroissante ». Démontrer que la suite de terme général $a_n = \frac{2n+5}{3n+1}$ est strictement décroissante. Pour cela, poser l'inégalité $a_{n+1} < a_n$, effectuer les calculs algébriques et aboutir à une affirmation vraie pour tout $n \ge 1$.Montrer, en étudiant le signe de la différence $a_{n+1} - a_n$, que la suite polynomiale de terme général $a_n = -4n + 7$ est strictement décroissante pour tout entier…
Indiquer si l'affirmation suivante est vraie ou fausse et justifier la réponse par un contre-exemple numérique : « Toute suite dont les termes sont tous négatifs est…
Démontrer que la suite de terme général $a_n = \frac{2n+5}{3n+1}$ est strictement décroissante. Pour cela, poser l'inégalité $a_{n+1} < a_n$, effectuer les calculs…
Le quotient pour les termes positifs
C'est la méthode idéale pour les suites géométriques et pour celles qui contiennent des puissances ou des factorielles.
Pour une suite géométrique de raison $q$ et de premier terme $u_0>0$ : elle est strictement décroissante si $0 Une évolution à taux fixe est une suite géométrique : si une grandeur diminue de $t\,\%$ à chaque étape, on la multiplie par le coefficient multiplicateur $q=1-\dfrac{t}{100}$, avec $0 Le refroidissement d'un objet ou les rebonds d'une balle se modélisent de la même façon : on repère le coefficient multiplicateur $q$ entre deux termes consécutifs. Utiliser le critère du quotient $\frac{a_{n+1}}{a_n}$ pour montrer que la suite géométrique de termes positifs $a_n = \left(\frac{3}{4}\right)^n$ est strictement décroissante. Une machine industrielle perd chaque année $12\%$ de sa valeur par rapport à l'année précédente. Sa valeur initiale d'achat est de $45000$ euros. Déterminer l'expression du terme général $V_n$ qui donne sa valeur après $n$ années et démontrer que la suite $(V_n)$ est décroissante. Considérer la suite combinant une puissance et une factorielle $b_n = \frac{5^n}{n!}$. Calculer ses six premiers termes et observer son comportement. À l'aide du critère du quotient, déterminer par le calcul à partir de quelle valeur exacte de $n$ la suite devient strictement décroissante. Considérer la suite des sommes partielles $S_n = \sum_{i=1}^n \frac{1}{3^i}$. Soit $E_n = \frac{1}{2} - S_n$ la suite qui mesure la distance entre $S_n$ et la limite théorique de la série infinie. Démontrer que $(E_n)$ est une suite strictement décroissante et l'exprimer sous forme explicite en fonction de $n$.
Utiliser le critère du quotient $\frac{a_{n+1}}{a_n}$ pour montrer que la suite géométrique de termes positifs $a_n = \left(\frac{3}{4}\right)^n$ est strictement…
Une machine industrielle perd chaque année $12\%$ de sa valeur par rapport à l'année précédente. Sa valeur initiale d'achat est de $45000$ euros. Déterminer l'expression…
Considérer la suite combinant une puissance et une factorielle $b_n = \frac{5^n}{n!}$. Calculer ses six premiers termes et observer son comportement. À l'aide du critère…
Considérer la suite des sommes partielles $S_n = \sum_{i=1}^n \frac{1}{3^i}$. Soit $E_n = \frac{1}{2} - S_n$ la suite qui mesure la distance entre $S_n$ et la limite…
Décroissante à partir d'un certain rang
Certaines suites ne sont pas décroissantes dès le début : elles augmentent un moment, puis décroissent. Il faut alors trouver à partir de quel rang.
Calculer les cinq premiers termes de la suite quadratique $c_n = -n^2 + 6n$. Est-elle décroissante dès le premier terme ? Déterminer à partir de quelle valeur de $n$ la…
Calculer les cinq premiers termes de la suite quadratique $c_n = -n^2 + 6n$. Est-elle décroissante dès le premier terme ? Déterminer à partir de quelle valeur de $n$ la suite devient strictement décroissante.
Étudier le sens de variation de la suite $d_n = \frac{(-1)^n}{n}$. Est-ce une suite décroissante ? Définir une nouvelle suite $e_n = |d_n|$ en prenant la valeur absolue…
Étudier le sens de variation de la suite $d_n = \frac{(-1)^n}{n}$. Est-ce une suite décroissante ? Définir une nouvelle suite $e_n = |d_n|$ en prenant la valeur absolue de chaque terme et démontrer pas à pas que $(e_n)$ est bien une suite strictement décroissante.
Dans un réacteur chimique, la concentration $C_n$ d'un isotope radioactif après $n$ heures est donnée par la relation de récurrence $C_1 = 100$ et…
Dans un réacteur chimique, la concentration $C_n$ d'un isotope radioactif après $n$ heures est donnée par la relation de récurrence $C_1 = 100$ et $C_{n+1} = 0,5 \cdot C_n + 10$. Démontrer par récurrence que $C_{n+1} < C_n$ pour tout $n \ge 1$, et en conclure que la suite des concentrations est strictement décroissante.
Expressions avec des radicaux
Quand la suite est une différence de racines, on utilise l'expression conjuguée pour faire apparaître une écriture dont les variations se lisent.
Démontrer que la suite construite à l'aide de radicaux $c_n = \sqrt{n+2} - \sqrt{n}$ est strictement décroissante. Multiplier et diviser par l'expression conjuguée avant…
Démontrer que la suite construite à l'aide de radicaux $c_n = \sqrt{n+2} - \sqrt{n}$ est strictement décroissante. Multiplier et diviser par l'expression conjuguée avant d'étudier si $c_{n+1} < c_n$.
Considérer la suite définie par $a_n = \frac{3^n + 2}{3^n}$. Démontrer qu'elle est minorée par $1$ et qu'elle est strictement décroissante. Enfin, déterminer à partir de…
Considérer la suite définie par $a_n = \frac{3^n + 2}{3^n}$. Démontrer qu'elle est minorée par $1$ et qu'elle est strictement décroissante. Enfin, déterminer à partir de quelle valeur de $n$ la différence entre deux termes consécutifs est inférieure en valeur absolue à $10^{-4}$.
Retour au début : une balle qui perd $20\ \%$ de sa hauteur à chaque rebond a pour hauteurs $h_n=h_0\times0{,}8^n$. Les termes sont positifs et $\dfrac{h_{n+1}}{h_n}=0{,}8<1$ : la suite est strictement décroissante.