📘 Fiche de cours
L'essentiel du cours
Une suite $(u_n){n \geq n_0}$ a pour limite $L$ (réel) si les termes $u_n$ se rapprochent de $L$ quand $n$ devient très grand. On note $\lim{n \to +\infty} u_n = L$.
- Limite infinie : $\lim_{n \to +\infty} u_n = +\infty$ si les termes deviennent arbitrairement grands.
- Suites convergentes : Une suite est convergente si elle admet une limite finie $L$. Sinon, elle est divergente.
- Opérations : Les règles sur les limites des sommes, produits et quotients s'appliquent comme pour les fonctions (en faisant attention aux formes indéterminées : $\infty - \infty$, $0 \times \infty$, $\frac{\infty}{\infty}$, $\frac{0}{0}$).
- Suites usuelles : $\lim_{n \to +\infty} \frac{1}{n^k} = 0$ (pour $k>0$) et $\lim_{n \to +\infty} n^k = +\infty$.
Méthodes à maîtriser
- Calcul direct : Remplacer $n$ par $+\infty$ dans les expressions rationnelles (garder les termes de plus haut degré).
- Utilisation des suites de référence : Identifier les termes qui tendent vers 0.
- Encadrement : Si $v_n \leq u_n \leq w_n$ et $\lim v_n = \lim w_n = L$, alors $\lim u_n = L$.
- Convergence monotone : Toute suite croissante et majorée est convergente. Toute suite décroissante et minorée est convergente.
Exemples corrigés
- Exemple 1 : $\lim_{n \to +\infty} (3 + \frac{2}{n}) = 3 + 0 = 3$.
- Exemple 2 : $\lim_{n \to +\infty} (n^2 - 5n) = \lim_{n \to +\infty} n^2(1 - \frac{5}{n}) = +\infty \times 1 = +\infty$.
Erreurs fréquentes
- Confondre la limite d'une suite avec celle d'une fonction (bien que les règles soient similaires).
- Oublier que $n$ est toujours un entier naturel ($n \to +\infty$).
- Croire qu'une suite bornée est forcément convergente (ex: $u_n = (-1)^n$ est bornée mais divergente).