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Mathématiques (spécialité) · TerminaleBac

Théorèmes de comparaison et convergence monotone : quiz

Publié le 6 novembre 2026 · Mis à jour le 6 novembre 2026 · Signaler une erreur

L'essentiel

  • Une suite convergente est bornée 1 ; la réciproque est fausse : (−1)n(-1)^n est bornée sans converger.
  • La somme de deux suites convergentes converge 1.
  • Pour le sens de variation, on étudie le signe de un+1−unu_{n+1}-u_n.
  • Comparaison : si un≥vnu_n\ge v_n à partir d'un certain rang et vn→+∞v_n\to+\infty, alors un→+∞u_n\to+\infty ; symétriquement, si un≤vnu_n\le v_n et vn→−∞v_n\to-\infty, alors un→−∞u_n\to-\infty. Gendarmes : si vn≤un≤wnv_n\le u_n\le w_n et si vnv_n et wnw_n tendent vers la même limite ℓ\ell, alors un→ℓu_n\to\ell.
  • Convergence monotone : une suite croissante et majorée (ou décroissante et minorée) converge, mais son majorant n'est pas forcément sa limite ; pour la trouver, on résout l'équation vérifiée par ℓ\ell.
  • Pour prouver qu'une suite définie par récurrence est majorée, on utilise un raisonnement par récurrence.

Avant de commencer

Ce quiz s'adresse à toi si tu prépares le bac de spécialité mathématiques et que tu veux vérifier ta maîtrise des suites : suites bornées, sens de variation, majorant et minorant, théorèmes de comparaison, théorème des gendarmes et convergence monotone. Il suppose connus le raisonnement par récurrence et les limites de suites.

Un résultat sert de point d'appui à plusieurs questions : une suite convergente est bornée, c'est-à-dire qu'il existe un réel M>0M>0 tel que tous ses termes sont compris entre −M-M et MM 1. Un autre résultat à garder en tête : la somme de deux suites convergentes est une suite convergente 1.

Quiz

20 questions · correction immédiate · ton score reste sur ton appareil.

  1. Une suite (un)(u_n) est convergente. Que peut-on affirmer à coup sûr ?

  2. Toute suite bornée est convergente.

  3. Soit un=n2u_n=n^2. Que peut-on conclure sans calcul de limite ?

  4. Si (un)(u_n) et (vn)(v_n) sont deux suites convergentes, alors (un+vn)(u_n+v_n) est convergente.

  5. On pose un=1+1nu_n=1+\frac1n et vn=2−1nv_n=2-\frac1n pour n≥1n\ge1. Quelle est la valeur constante de un+vnu_n+v_n ?

  6. Soit un=2+1nu_n=2+\frac1n pour n≥1n\ge1. Quel est son sens de variation ?

  7. Soit un=3n−5u_n=3n-5. Que vaut un+1−unu_{n+1}-u_n ?

  8. Soit un=n2−6nu_n=n^2-6n. À partir de quel rang minimal n0n_0 la suite est-elle croissante (c'est-à-dire un+1≥unu_{n+1}\ge u_n pour tout n≥n0n\ge n_0) ?

  9. Parmi ces suites, lesquelles sont bornées ?

    Plusieurs réponses possibles.

  10. Soit un=2+1nu_n=2+\frac1n pour n≥1n\ge1. Parmi ces nombres, lequel est un minorant de la suite ?

  11. On définit u0=0u_0=0 et un+1=un2+1u_{n+1}=\frac{u_n}{2}+1. On veut montrer par récurrence que un≤2u_n\le2. Quelle est l'étape d'hérédité correcte ?

  12. Avec u0=0u_0=0 et un+1=un2+1u_{n+1}=\frac{u_n}{2}+1, calcule u2u_2.

  13. Une suite croissante est toujours convergente.

  14. Soit un=2+1nu_n=2+\frac1n pour n≥1n\ge1. Un élève dit : « elle est décroissante et minorée par 00, donc sa limite est 00 ». Que réponds-tu ?

  15. Soit un=n+(−1)nu_n=n+(-1)^n pour n≥0n\ge0. Quelle conclusion est correcte ?

  16. Soit un=−2n+(−1)nu_n=-2n+(-1)^n pour n≥0n\ge0. Quelle conclusion est correcte ?

  17. Pour n≥1n\ge1, on pose un=(−1)nnu_n=\dfrac{(-1)^n}{n}. Quel raisonnement permet de conclure correctement ?

  18. On reprend u0=0u_0=0 et un+1=un2+1u_{n+1}=\frac{u_n}{2}+1. Quelle démonstration établit correctement que la suite converge ?

  19. La suite u0=0u_0=0, un+1=un2+1u_{n+1}=\frac{u_n}{2}+1 converge vers un réel ℓ\ell. Quelle est la valeur de ℓ\ell ?

  20. Une suite croissante et majorée par 22 converge nécessairement vers 22.

Les questions qu'on se pose

Pourquoi une suite convergente est-elle bornée, mais pas l'inverse ?

Une suite convergente finit par rester proche de sa limite, donc ses termes ne peuvent pas s'éloigner indéfiniment : elle est bornée 1. L'inverse est faux : (−1)n(-1)^n est bornée par 11 mais ne se stabilise pas. Une propriété supplémentaire peut garantir la convergence : par le théorème de convergence monotone, une suite croissante et majorée (ou décroissante et minorée) converge.

Comment savoir si je dois étudier $u_{n+1}-u_n$ ou le quotient $\frac{u_{n+1}}{u_n}$ ?

La différence un+1−unu_{n+1}-u_n fonctionne toujours et son signe donne directement le sens de variation. Le quotient n'est utilisable que si tous les termes sont strictement positifs, et on compare alors à 11. En cas de doute, choisis la différence.

Que faire si je n'arrive pas à calculer la limite d'une suite ?

Cherche d'abord à savoir si elle est bornée et monotone : ces deux informations en disent beaucoup. Si elle n'est pas bornée, elle ne peut pas converger 1. Si elle est définie par une relation de récurrence, une démonstration par récurrence permet souvent d'établir un majorant ou un minorant. Cherche aussi une suite plus simple pour comparer : minorante qui tend vers +∞+\infty, majorante qui tend vers −∞-\infty, ou deux suites qui encadrent la tienne.

Quelle différence entre le théorème de comparaison et le théorème des gendarmes ?

Le théorème de comparaison traite les limites infinies : un seul côté suffit, une minoration par une suite qui tend vers +∞+\infty ou une majoration par une suite qui tend vers −∞-\infty. Le théorème des gendarmes traite une limite finie : il faut un encadrement des deux côtés, par deux suites qui ont la même limite. Si les deux bornes ont des limites différentes, on ne peut rien conclure.

Sources

  1. Mathématiques 1 : Limites de suites et théorèmes fondamentaux, CNRS. Consulté le 6 novembre 2026.
  2. Comparaison série-intégrale, Wikipédia. Consulté le 6 novembre 2026.

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