Caractéristiques : variation, limite

Activité 3.3 — conjecturer la limite

Observe les graphiques suivants, qui représentent des suites géométriques dans différents cas, selon le signe de la raison et du premier terme:

\(0 < q < 1\) et \(u_{0}>0\)

\(q > 1\) et \(u_{0}>0\)

\(q \leq -1\) et \(u_{0}>0\)

\(0 < q < 1\) et \(u_{0}<0\)

\(q > 1\) et \(u_{0}<0\)

\(q \leq -1\) et \(u_{0}<0\)

\(-1 < q < 0\) et \(u_{0}<0\)

\(-1 < q < 0\) et \(u_{0}>0\)

\(q = 1\) et \(u_{0}<0\)

Tu constates que le comportement d’une suite géométrique dépend à la fois de la raison \(q\) et du signe du premier terme \(u_{0}\).

À l’aide des graphiques, complète le tableau des limites \(\lim\limits_{n \to +\infty} u_{n}\) selon le signe de \(u_{0}\) et la valeur de \(q\) :

\(q \leq -1\) \(-1 < q < 0\) \(0 < q < 1\) \(q = 1\) \(q > 1\)
\(u_{0} > 0\) pas de limite \(0\) \(0\) \(u_{0}\) \(+\infty\)
\(u_{0} < 0\) pas de limite \(0\) \(0\) \(u_{0}\) \(-\infty\)

Propriété 3.5 — limite d’une suite géométrique

Soit \((u_{n})\) une suite géométrique de raison \(q\) (et \(u_{0} \neq 0\)).

  • si \(-1 < q < 1\), alors \(\lim\limits_{n\to+\infty} u_{n} = 0\) : la suite converge vers \(0\) ;
  • si \(q = 1\), la suite est constante : elle converge vers \(u_{0}\) ;
  • si \(q > 1\), elle converge vers \(+\infty\) (si \(u_{0} > 0\)) ou \(-\infty\) (si \(u_{0} < 0\)) ;
  • si \(q \leq -1\), la suite diverge (elle n’a pas de limite).

Sur le site du cours, la figure suivante s’anime : fais varier la raison \(q\) et le premier terme \(u_{0}\), et retrouve chaque case du tableau de l’activité.

Suite géométrique de premier terme \(u_{0} = 6\) et de raison \(q = 0{,}7\) (réglables sur le site).