Suites numériques : Définition explicite ou par récurrence

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Suites numériques : Définition explicite ou par récurrence

Une suite numérique peut être définie par une formule explicite ou par une règle de récurrence.

Objectifs

  • Savoir reconnaître une suite définie par une formule explicite.
  • Savoir reconnaître une suite définie par récurrence.
  • Savoir écrire et utiliser ces deux types de définitions.

Notions clés

Une suite \(\left( u_n \right)\) est une fonction de l’entier naturel \(n\). La définir, c’est préciser :

  • soit une formule explicite : \(\displaystyle u_n = f(n)\), donnant directement le terme en fonction de \(n\),
  • soit une règle de récurrence : \(\begin{cases} u_0 = a \ u_{n+1} = g(n, u_n) \end{cases}\), où chaque terme est défini en fonction du précédent.

Ces deux définitions permettent de calculer tous les termes et d’étudier le comportement de la suite.

Exemples résolus

1. Définition explicite

Considérons la suite \( u_n = 3n + 2 \). C’est une formule explicite : en remplaçant \(n\) par un entier, on trouve le terme.

Par exemple, pour \( n=5 \), \(\displaystyle u_5 = 3 \times 5 + 2 = 17 \).

2. Définition par récurrence

Exemple : \(\begin{cases} u_0 = 2 \ u_{n+1} = u_n + 3 \end{cases}\)

Ce qui signifie que chaque terme est obtenu en ajoutant 3 au précédent, en partant de \( u_0=2 \). Calculons \( u_1 \) :

\( u_1 = u_0 + 3 = 2 + 3 = 5 \)
Puis, \( u_2 = u_1 + 3 = 5 + 3 = 8 \), etc.

Erreur fréquente

Résumé

  • Une suite peut être définie par une formule explicite : \( u_n = f(n) \) .
  • Ou par une règle de récurrence : \( \begin{cases} u_0 = a \ u_{n+1} = g(n, u_n) \end{cases} \).
  • Les deux méthodes permettent de calculer les termes et d’analyser leur comportement.
Voir la solution

Exemple : Pour la suite \( u_n = 2n + 1 \), la formule explicite est directe. Pour \( \begin{cases} u_0 = 1 \ u_{n+1} = u_n + 2 \end{cases} \), chaque terme s’obtient en ajoutant 2 au terme précédent, en partant de 1.

Mini-quiz

Quelle est la différence principale entre une formule explicite et une règle de récurrence ?

  1. La formule explicite ne dépend pas de n.
  2. La règle de récurrence donne un moyen de calculer le terme suivant à partir du précédent.
  3. Les deux sont identiques.
La réponse 2, car la règle de récurrence utilise le terme précédent pour obtenir le suivant.

Cartes mémo

Formule explicite
Une formule qui donne directement le terme en fonction de n, par exemple \( u_n = 3n + 2 \).
Règle de récurrence
Une définition où chaque terme est calculé à partir du précédent, par exemple \( u_{n+1} = u_n + 3 \).
Premier terme
Souvent noté \( u_0 \) ou \( u_1 \), il sert de point de départ pour la règle de récurrence.

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