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Mathématiques · 2ème Bac sciences · fiches de révision

Suites numériques : récurrence et limite

Identifiez une suite géométrique cachée dans une récurrence affine et justifiez sa limite.

Mis à jour le 9 novembre 2026 · 25 min de travail conseillé

À la fin, vous saurez

  • Distinguer formule explicite et récurrence.
  • Transformer une récurrence affine en suite géométrique.
  • Justifier une convergence avec |q|<1.

Avant de commencer

Suites arithmétiques et géométriques, puissances et résolution d’une équation du premier degré.

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Comprendre

Lire l’indice de départ

Une formule explicite donne un terme directement ; une récurrence utilise un ou plusieurs termes précédents. Si u₀ est le premier terme, une suite arithmétique de raison r vérifie uₙ=u₀+nr. Une suite géométrique de raison q vérifie uₙ=u₀qⁿ. Avec un départ à 1, l’exposant devient n−1.

Chercher un point fixe

Pour uₙ₊₁=auₙ+b avec a≠1, résoudre ℓ=aℓ+b donne ℓ=b/(1−a). Poser vₙ=uₙ−ℓ permet d’obtenir vₙ₊₁=avₙ, donc uₙ=ℓ+(u₀−ℓ)aⁿ. Cette identité doit être démontrée à partir de la récurrence.

Conclure sur la limite

Si |a|<1, alors aⁿ→0 et uₙ→ℓ. Pour a négatif, les termes peuvent alterner autour de ℓ sans être monotones. Pour |a|≥1, cette conclusion n’est pas automatique ; par exemple, a=−1 donne généralement une oscillation. Chercher un point fixe ne prouve donc pas à lui seul la convergence.

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Exemple guidé

Soit u₀=2 et uₙ₊₁=0,5uₙ+3 pour n≥0. Exprimer uₙ et trouver sa limite.

  1. Le point fixe satisfait ℓ=0,5ℓ+3, d’où ℓ=6.
  2. Posons vₙ=uₙ−6. Alors vₙ₊₁=0,5(uₙ−6)=0,5vₙ et v₀=−4.
  3. Ainsi vₙ=−4(0,5)ⁿ et uₙ=6−4(0,5)ⁿ. Les premiers termes sont 2 ; 4 ; 5.
  4. Comme (0,5)ⁿ→0, la limite vaut 6. De plus uₙ₊₁−uₙ=2(0,5)ⁿ>0 : la suite croît et reste inférieure à 6.
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À vous de jouer

Exercice 1

Une suite arithmétique a u₀=5 et r=−2. Calculer u₄.

Un indice

Utiliser uₙ=u₀+nr.

Voir la correction

u₄=5+4×(−2)=−3.

Exercice 2

Une suite géométrique a u₁=3 et q=2. Calculer u₅.

Un indice

Le premier indice est 1, pas 0.

Voir la correction

u₅=u₁q⁴=3×16=48.

Exercice 3

Soit w₀=3 et wₙ₊₁=−0,5wₙ+3. Trouver la limite et dire si la suite est monotone.

Un indice

Chercher ℓ puis exprimer wₙ−ℓ.

Voir la correction

ℓ=2 et wₙ=2+(−0,5)ⁿ. La limite vaut 2 car |−0,5|<1. Les premiers termes 3 ; 1,5 ; 2,25 montrent qu’elle n’est ni croissante ni décroissante.

Les erreurs à éviter

  • Vérifier si le premier terme est u₀ ou u₁.
  • Ne pas confondre raison additive et multiplicative.
  • Ne pas supposer la convergence simplement en résolvant l’équation du point fixe.
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Vérifiez votre compréhension

1. Si vₙ₊₁=0,2vₙ et v₀=5, quelle est vₙ ?
2. Quelle est la limite de (−0,5)ⁿ ?

Référence scientifique

Fiche originale Dars +. Les références servent à vérifier les notions ; aucun cours ni exercice tiers n’est reproduit. Cette collection couvre des notions choisies et ne constitue pas un programme officiel exhaustif. Adéquation au programme de votre classe à confirmer avec votre enseignant.

OpenStax — Mathématiques ↗

Référence en anglais. Rédaction et exercices originaux en français et arabe.

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