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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 2

Analyse 5 – Suites réelles

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401 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Suites majorées, minorées, bornées. Suites monotones.
Convergence, divergence. Limite infinie.
La définition d’une limite par $(\varepsilon, n_0)$ est présentée, mais aucune technicité ne pourra être exigée en la matière.
Comparaison de la convergence et de la limite d’une suite $(u_n)$ avec celles des deux suites $(u_{2n})$ et $(u_{2n+1})$.
Utilisation de cette comparaison pour justifier une divergence. La notion générale de suite extraite est hors programme.
Opérations sur les limites.
Résultats fondamentaux sur les limites et inégalités :
• Signe d’une suite de limite non nulle.
• Passage à la limite dans une inégalité large.
• Théorème d’encadrement, dit « des gendarmes », et extension aux limites infinies.
Théorème de la limite monotone.
Toute suite réelle monotone admet une limite finie ou infinie.
Suites adjacentes et théorème des suites adjacentes.
Exemples d’étude de suites du type $u_{n+1} = f(u_n)$.
Un plan d’étude détaillé sera toujours proposé. Il pourra commencer par la détermination d’un intervalle stable.
Aucun théorème général relatif à ce type de suites n’est exigible des étudiants.
L’étude numérique (par itération) et graphique sont présentées comme outils d’étude et de formation de conjectures. L’objectif est alors l’étude de la monotonie et de la convergence de telles suites dans les cas simples de fonctions $f$ monotones.
Croissances comparées entre les suites factorielle, puissance ($n^\alpha$ avec $\alpha > 0$), géométriques ($a^n$ avec $a > 1$).
Suites équivalentes, notation $u_n \sim v_n$.
L’équivalence est compatible avec la multiplication, la division et l’élévation à une puissance constante.
Utilisation des équivalents pour la recherche de limites.
Le développement sur les équivalents doit être modeste et se limiter aux suites dont le terme général ne s’annule pas à partir d’un certain rang.
L1 Analyse Suite

exo7 504

Dessiner les suites suivantes :

L1 Analyse Suite solution

exo7 505

Soit \((u_n)_{n\in\N}\) une suite de \(\R\). Que pensez-vous des propositions sui ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 506

Montrer que toute suite convergente est bornée.

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 507

Montrer que la suite \((u_n)_{n\in\Nn}\) définie par ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 508

Étudier la suite \(u_n=\frac{a^n-b^n}{a^n+b^n}\), \(a\) et ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 509

Les énoncés suivants sont-ils vrais ou faux ?

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 510

Soit \(l\) un nombre réel. Peut-on dire qu’une suite qui vérifie ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 511

Construire une suite \(u_n=v_nw_n\) (resp. \(v_n+w_n\)) convergente et telle que ...

L1 Analyse Suite

exo7 512

Vrai ou faux : il existe une suite \((u_n)\) telle que \((u_{n+1}-u_n)\) tend ver ...

L1 Analyse Suite

exo7 513

Encadrer la suite \((u_n)\) définie par \(u_n=\sum_{k=1}^n \frac{1}{n^2+k^2}\). Q ...

L1 Analyse Suite

exo7 514

Que peut-on dire d’une suite qui vérifie \(\lim_{n\to\infty}nu_n=0\) ?

L1 Analyse Suite solution

exo7 5148

On veut montrer de manière élémentaire (c’est-à-dire en se passant du logarithme népérien et en ne travaillant qu’avec les deux opérations ...

L1 Analyse Suite

exo7 515

Étant donné \(k\in\mathbb{R}_+\), que peut-on dire d’une suite \((u_n)\) qui véri ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5154

Soient \(x\) un réel. Déterminer ...

L1 Analyse Suite

exo7 517

Soit \(A\) une partie bornée de \(\Rr\) et \(x\) ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 518

Étudier la convergence des suites :
...

L1 Analyse Suite solution

exo7 519

Montrer qu’une suite d’entiers qui converge est constante à partir d’un certain rang.

L1 Analyse Suite solution

exo7 520

Soit \(H_n = 1 + \dfrac12 + \cdots + \dfrac1n\).

L1 Analyse Suite

exo7 521

Montrer qu’une suite monotone dont une suite extraite converge est convergente.

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5211

Soit \(A=\left\{\frac{1}{n}+(-1)^n,\;n\in\Nn^*\right\}\). Déterminer ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5212

Soit \(A\) une partie non vide et bornée de \(\Rr\). Montrer que ...

L1 Analyse Suite

exo7 522

Montrer que \((u_{n})\) converge ssi \((u_{2n}), (u_{2n + 1}), (u_{3n})\) converg ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5220

Soient \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite réelle et \((v_n)_{n\in\Nn}\) la suite défin ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5221

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite réelle. Montrer que si la suite ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5222

Pour \(n\) entier naturel non nul, on pose ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5224

Calculer \(\lim_{n\rightarrow +\infty}\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{1^2+2^2+...+k^2}\).

L1 Analyse Suite solution

exo7 5225

Soient \(a\) et \(b\) deux réels tels que ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5226

Limite quand \(n\) tend vers \(+\infty\) de

L1 Analyse Suite solution

exo7 5227

Etudier la suite \((u_n)\) définie par ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5229

Soient \((u_n)\) et \((v_n)\) les suites définies par la donnée de ...

L1 Analyse Suite

exo7 523

Etudier la convergence de la suite \(u_n=(-1)^n\dfrac{n+1}{n}\).

L1 Analyse Suite solution

exo7 5230

Soient \((u_n)\), \((v_n)\) et \((w_n)\) les sui ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5231

Montrer que les suites définies par la donnée de \(u_0\), \(v_0\) et ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5232

Soit \(u\) une suite complexe et \(v\) la suite définie par ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5233

Soit \(u\) une suite de réels strictement positifs. Montrer que si la suite ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5234

Soient \(u\) et \(v\) deux suites de réels de ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5236

Etudier les deux suites \(u_n=\left(1+\frac{1}{n}\right)^n\) et ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5237

Etudier les deux suites \(u_n=\sum_{k=0}^{n}\frac{1}{k!}\) et ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5238

Etudier les deux suites \(u_n=\left(\sum_{k=1}^{n}\frac{1}{\sqrt{k}}\right)-2\sqrt{n+1}\) et ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 524

Soit \(q\) un entier au moins égal à \(2\). Pour tout ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5240

On pose \(u_1=1\) et, \(\forall n\in\Nn^*,\;u_{n+1}=1+\frac{n}{u_n}\). Montrer qu ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5241

Montrer que, pour \(n\geq2\),

...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5242

Montrer que pour \(x\) réel strictement positif, on a :  ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5243

Soit \((u_n)=\left(\frac{p_n}{q_n}\right)\) avec \(p_n\in\Zz\) et ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5244

Donner un exemple de suite \((u_n)\) divergente, telle que ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5245

Soit \(f\) une application injective de \(\Nn\) dans ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5246

Soit \(u_n\) l’unique racine positive de l’équation \(x^n+x-1=0\). Etudier la sui ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5247

Etude des suites \((u_n)=(\cos na)\) et \((v_n)=(\sin na)\) où ...

L1 Analyse Suite

exo7 525

Soit \((u_{n})_{n\in \Nn}\) une suite réelle prenant toute les valeurs rationnelles. Montrer que ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5250

Soit \((u_n)\) une suite réelle non majorée. Montrer qu’il existe une suite extraite de ...