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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 560

On considère la suite réelle définie par : \[x_0=1 \quad\mbox{et} \quad x_{n+1}= \sqrt{2x_n+1}.\]

L1 Analyse Suite

exo7 561

En utilisant les méthodes de l’exercice précédent, étudier les suites définies par : ...

L1 Analyse Suite

exo7 562

Soit une suite qui vérifie une relation de récurrence ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5620

Soit \(A_n= \left( \begin{array}{cc} 1&-\frac{a}{n}\\ \frac{a}{n}&1 \end{array} \right)\) ( ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 563

Posons \(u_2=1-\frac{1}{2^2}\) et pour tout entier \(n\geq 3\), ...

L1 Analyse Suite

exo7 564

Calculer, lorsqu’elles convergent, les limites des suites définies par :
\(u_n=n-\sqrt{n^2-n}\) ...

L1 Analyse Suite

exo7 565

Montrer que les suites définies pour \(n\geq1\) par :
...

L1 Analyse Suite

exo7 566

Soit \((u_n)_{n\in\N}\) la suite de nombres réels définie en posant ...

L1 Analyse Suite

exo7 567

Etudier la limite des suites suivantes : \(a_n=\cos{(\dfrac{2^n}{n!})}\); ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 568

Déterminer les limites lorsque \(n\) tend vers l’infini des suites ci-dessous ; pour chacune, essayer de préciser ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5688

Nature de la série de terme général

...
L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5689

Nature de la série de terme général

1) (***) \(\sqrt[4]{n^4+2n^2}-\sqrt[3]{P(n)}\) où ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 569

Soit \(a>0\). On définit la suite \((u_n)_{n\geq 0}\) par ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5692

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite décroissante de nombres réels strictement positifs telle que la série de terme ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5693

Soit \(\sigma\) une injection de \(\Nn^*\) dans lui-même. Montrer que la série de ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5694

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite de réels strictement positifs. Montrer que les séries de termes généraux ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5696

Nature de la série de terme général \(u_n=\sin\left(\pi(2+\sqrt{3})^n\right)\).

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5698

Soit \((u_n)_{n\in\Nn}\) une suite de réels positifs. Trouver la nature de la série de terme général ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 570

On considère les deux suites : \[u_n =1+\frac{1}{2!}+\frac{1}{3!}+\cdots+\frac{1}{n!}\ ;\ n\in\N,\] ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 571

Soient \(a\) et \(b\) deux réels, \(a<b\). On ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 572

Soient \(a,b > 0\). Montrer que \(\sqrt{ab} \leqslant \frac{a+b}{2}\).

L1 Analyse Suite

exo7 573

Soit \(x\) un réel.

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5732

Etudier (convergence simple, convergence absolue, convergence uniforme, convergence normale) les séries de fonctions de termes généraux :

L1 Analyse Suite solution

exo7 574

Soit \(n \geq 1\).

L1 Analyse Suite

exo7 575

Calculer suivant les valeurs de \(x\) : ...

L1 Analyse Suite

exo7 576

Soient \(a_0\) et \(b_0\) deux réels fixés. On définit par récurrence les suites ...

L1 Analyse Suite

exo7 577

Soit \((u_n)\) une suite qui tend vers \(0\). On pose ...

L1 Analyse Suite

exo7 578

Déterminer les limites de \(\dfrac{n^{\ln (n)}}{\ln^n (n)}\) et \(\sqrt[n]{n^2}\) ...

L1 Analyse Suite

exo7 579

Soit \((u_{n})_{n\in \Nn\text{ }}\) une suite réelle dont tous les termes sont non nuls et telle que : ...

L1 Analyse Suite

exo7 580

Étudier la suite définie par récurrence : \[u_{0}=a>0,u_{n+1}=\sqrt{1+u_{n}.}\]

L1 Analyse Suite

exo7 581

Étudier la convergence et calculer la limite éventuelle de la suite \((u_{n})_{n\in \Nn^{*}}\) définie par : ...

L1 Analyse Suite

exo7 582

Étudier la convergence et calculer la limite éventuelle de la suite \((u_{n})_{n\in \Nn}\) définie par : ...

L1 Analyse Suite

exo7 583

Soit \(\phi :\Nn\rightarrow \Nn\) bijective, telle que ...

L1 Analyse Suite

exo7 584

Soit \(\phi :\Nn\rightarrow \Nn\) injective; montrer que ...

L1 Analyse Suite

exo7 585

Soit \((u_{n})_{n\in \Nn}\) une suite bornée. On pose \(v_{n}=u_{n+1}-u_{n}\) et ...

L1 Analyse Suite

exo7 586

Soit \((u_{n})_{n\in \Nn}\) une suite réelle convergeant vers \(\ell\) et ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5864

Déterminer ...

L1 Analyse Suite

exo7 587

Soient \((u_{n})_{n\in \Nn}\) et \((v_{n})_{n\in \Nn}\) deux suites réelles telle ...

L1 Analyse Suite

exo7 588

Soient \((u_{n})_{n\in \Nn}\) et \((v_{n})_{n\in \Nn}\) deux suites réelles telle ...

L1 Analyse Suite

exo7 589

Soient \((u_{n})_{n\in \Nn}\) et \((v_{n})_{n\in \Nn}\) deux suites à valeurs dan ...

L1 Analyse Suite

exo7 590

Soient \((u_{n})_{n\in \Nn}\) et \((v_{n})_{n\in \Nn}\) deux suites convergeant r ...

L1 Analyse Suite

exo7 591

Soit \((u_{n})_{n\in \Nn}\) une suite bornée telle que : ...

L1 Analyse Suite

exo7 592

Soit \(f:\Cc\rightarrow \Cc\) définie par : ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales solution

exo7 5922

Pour tout \(n\in\mathbb{N}\), on définit \(f_{n}~:]0,1]\rightarrow\mathbb{R}\) pa ...

L1 Analyse Suite

exo7 594

Montrer que si \(\forall n \in \Nn\) \(u_n \neq 0\) et si ...

L1 Analyse Suite

exo7 596

Soient \((u_{n})_{n\in \Nn}\) et \((v_{n})_{n\in \Nn}\) deux suites réelles de li ...

L1 Analyse Suite

exo7 598

Étude de \((u_{n})_{n\in \Nn }\) définie par : ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5982

Soit \(x\) un réel.

L1 Analyse Suite

exo7 599

Montrer la réciproque du théorème de Césaro (i.e. \(\lim\limits_{n\rightarrow \infty }u_{n}=l\)) :

L2 Probabilité et statistique Probabilité discrète solution

exo7 5995

Un professeur oublie fréquemment ses clés. Pour tout \(n\), on note : \(E_n\) l’é ...