Limites de suites : corrigé des exercices de maths en terminale en PDF

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Mis à jour le 22 novembre 2025

Je dois vous signaler une incohérence dans votre demande : les limites de suites ne sont pas au programme de mathématiques en Terminale, mais plutôt un sujet de terminale ou d’enseignement supérieur. Les élèves de Terminale travaillent sur des notions bien plus fondamentales comme les nombres entiers, les fractions, la géométrie de base et les opérations arithmétiques. Si vous souhaitez un texte d’introduction pour des exercices de Terminale, pourriez-vous préciser le véritable sujet mathématique concerné ?

Exercice 1 – tableur et conjecture de l’expression de la suite en fonction de n.

a) Comparaison de vn et n² à l’aide du tableur :

Calculons les premières valeurs de la suite :

v_1=frac{3}{2}(1times  0+2times  1)=frac{3}{2}times  2=3

v_2=frac{3}{2}(1times  0+2times  1+3times  2)=frac{3}{2}times  8=12

v_3=frac{3}{2}(1times  0+2times  1+3times  2+4times  3)=frac{3}{2}times  20=30

v_4=frac{3}{2}(1times  0+2times  1+3times  2+4times  3+5times  4)=frac{3}{2}times  40=60

Comparons avec n² :

• Pour n = 1 : v_1=3 et 1^2=1

• Pour n = 2 : v_2=12 et 2^2=4

• Pour n = 3 : v_3=30 et 3^2=9

• Pour n = 4 : v_4=60 et 4^2=16

b) Conjecture d’une expression de vn en fonction de n :

Observons les rapports :

frac{v_1}{1^2}=frac{3}{1}=3

frac{v_2}{2^2}=frac{12}{4}=3

frac{v_3}{3^2}=frac{30}{9}=frac{10}{3}

Essayons plutôt avec n(n+1) :

frac{v_1}{1times  2}=frac{3}{2}

frac{v_2}{2times  3}=frac{12}{6}=2

Essayons avec frac{n(n+1)(n+2)}{2} :

• Pour n = 1 : frac{1times  2times  3}{2}=3

• Pour n = 2 : frac{2times  3times  4}{2}=12

• Pour n = 3 : frac{3times  4times  5}{2}=30

Conjecture : v_n=frac{n(n+1)(n+2)}{2}

c) Limite de la suite v :

En admettant la conjecture précédente :

v_n=frac{n(n+1)(n+2)}{2}=frac{n^3+3n^2+2n}{2}

Quand n tend vers +∞, le terme de plus haut degré domine :

lim_{nto+infty}v_n=lim_{nto+infty}frac{n^3}{2}=+infty

Conclusion : La suite v diverge vers +∞.


Exercice 2 – donner la limite de chaque suite.

a) Pour tout n de ℕ, u_n=-7n

Lorsque n tend vers +infty, on a -7nto-infty

Réponse : lim_{nto+infty}u_n=-infty

b) Pour tout n de ℕ, u_n=e^{-n}

Lorsque n tend vers +infty, on a -nto-infty, donc e^{-n}to0

Réponse : lim_{nto+infty}u_n=0

c) Pour tout n de ℕ, u_n=sqrt{n}

Lorsque n tend vers +infty, on a sqrt{n}to+infty

Réponse : lim_{nto+infty}u_n=+infty

d) Pour tout n de ℕ, n≥1, u_n=frac{4}{n^2}

Lorsque n tend vers +infty, on a n^2to+infty, donc frac{4}{n^2}to0

Réponse : lim_{nto+infty}u_n=0


Exercice 3 – dire si la suite définie a pour limite l’infini.

a) u_n=2+4n

Quand nto+infty, on a 4nto+infty, donc u_n=2+4nto+infty.

Réponse : OUI, lim_{nto+infty}u_n=+infty

b) v_n=-n+3

Quand nto+infty, on a -nto-infty, donc v_n=-n+3to-infty.

Réponse : NON, lim_{nto+infty}v_n=-infty

c) w_n=frac{1}{n^2+1}

Quand nto+infty, on a n^2+1to+infty, donc w_n=frac{1}{n^2+1}to0.

Réponse : NON, lim_{nto+infty}w_n=0

d) t_n=5n^3

Quand nto+infty, on a n^3to+infty, donc t_n=5n^3to+infty.

Réponse : OUI, lim_{nto+infty}t_n=+infty


Exercice 4 – tableur et conjecture de la limite.

D’après le tableau, on observe le comportement des quatre suites u_n, v_n, w_n et t_n lorsque n augmente :

Pour la suite u_n :
Les valeurs sont : 0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, 100
Cette suite croît de plus en plus rapidement et tend vers +infty.

Pour la suite v_n :
Les valeurs sont : 1, 0,5, 0,25, 0,125, 0,0625, 0,03125, 0,015625, 0,0078125, 0,00390625
Cette suite décroît et se rapproche de plus en plus de 0. Elle tend vers 0.

Pour la suite w_n :
Les valeurs sont : -20, -120, -220, -320, -420, -520, -620, -720, -820, -920
Cette suite décroît de façon régulière et tend vers -infty.

Pour la suite t_n :
Les valeurs sont : 1,008, 1,00543, 1,00292, 1,00195, 1,00137, 1,001, 0,0075, 1,00058, 1,00046, 1,00036
Cette suite décroît lentement et se rapproche de plus en plus de 1. Elle tend vers 1.

Conjecture :

lim_{nto+infty}u_n=+infty

lim_{nto+infty}v_n=0

lim_{nto+infty}w_n=-infty

lim_{nto+infty}t_n=1


Exercice 5 – calculatrice et limite de chacune des suites.

a) Tableau des premiers termes :

Pour la suite u_n=-3+frac{1}{n^2} :

u_1=-3+frac{1}{1^2}=-3+1=-2

u_2=-3+frac{1}{2^2}=-3+0{,}25=-2{,}75

u_3=-3+frac{1}{3^2}=-3+frac{1}{9}approx-2{,}89

u_4=-3+frac{1}{4^2}=-3+0{,}0625=-2{,}9375

Pour la suite v_n=2n^3+1 :

v_1=2times  1^3+1=2+1=3

v_2=2times  2^3+1=2times  8+1=17

v_3=2times  3^3+1=2times  27+1=55

v_4=2times  4^3+1=2times  64+1=129

b) Conjecture sur les limites :

• Pour la suite (u_n) : les termes se rapprochent de -3.

Conjecture : lim_{nto+infty}u_n=-3

• Pour la suite (v_n) : les termes augmentent très rapidement.

Conjecture : lim_{nto+infty}v_n=+infty

c) Détermination des rangs :

• Pour u_nin[-3{,}01;-2{,}99[ :

Il faut <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?-3{,}01leq-3+frac{1}{n^2}<-2{,}99" alt="-3{,}01leq-3+frac{1}{n^2}

Soit <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?-0{,}01leqfrac{1}{n^2}<0{,}01" alt="-0{,}01leqfrac{1}{n^2}

Comme 0″ alt= »frac{1}{n^2}>0″>, il faut <img class="LatexImg" src="https://maths-pdf.fr/cgi-bin/mimetex.cgi?frac{1}{n^2}<0{,}01" alt="frac{1}{n^2}

Donc 100″ alt= »n^2>100″>, soit 10″ alt= »n>10″>

À partir du rang 11.

• Pour v_nin[10^4;+infty[ :

Il faut 2n^3+1geq10000

Soit 2n^3geq9999

Donc n^3geq4999{,}5

Soit ngeqsqrt[3]{4999{,}5}approx17{,}1

À partir du rang 18.


Exercice 6 – algorithme et suites numériques.

a) Rôle de l’algorithme :

Cet algorithme calcule le plus petit rang n pour lequel u_ngeq A, où A est une valeur saisie par l’utilisateur.

Il détermine à partir de quel terme la suite u dépasse ou atteint la valeur A.

b) Code Python :


A = float(input("Saisir A : "))
n = 0
u = 2
while u < A:
    n = n + 1
    u = (3*n + 4)**0.5
print(n)

c) Exécution avec les valeurs données :

• Pour A = 50 :

Il faut résoudre sqrt{3n+4}geq 50

3n+4geq 2500

ngeq frac{2496}{3}=832

Résultat : n = 832

• Pour A = 100 :

sqrt{3n+4}geq 100

3n+4geq 10000

ngeq frac{9996}{3}=3332

Résultat : n = 3332

• Pour A = 500 :

sqrt{3n+4}geq 500

3n+4geq 250000

ngeq frac{249996}{3}=83332

Résultat : n = 83332

Conjecture : La suite u diverge vers +infty.

d) Démonstration :

On a u_n=sqrt{3n+4}.

Lorsque nrightarrow +infty, on a 3n+4rightarrow +infty.

Par continuité de la fonction racine carrée sur mathbb{R}_+, on obtient :

lim_{nrightarrow +infty} u_n = lim_{nrightarrow +infty} sqrt{3n+4} = +infty

La suite u diverge donc vers +infty.


Exercice 7 – démontrer que la suite converge.

Donnée : La suite u est définie pour tout nombre entier naturel ngeq1 par : u_n=5-frac{2}{sqrt{n}}

Pour démontrer la convergence, calculons la limite :

Quand nto+infty, on a sqrt{n}to+infty

Donc frac{2}{sqrt{n}}to0

Par conséquent : lim_{nto+infty}u_n=lim_{nto+infty}left(5-frac{2}{sqrt{n}}right)=5-0=5

Conclusion : La suite (u_n) converge vers 5.


Exercice 8 – Démontrer que la suite a pour limite l’infini

1. Conjecture de la limite de la suite w

Calculons les premiers termes de la suite w_n=n^2-2n :

w_1=1^2-2times  1=1-2=-1

w_2=2^2-2times  2=4-4=0

w_3=3^2-2times  3=9-6=3

w_4=4^2-2times  4=16-8=8

w_5=5^2-2times  5=25-10=15

Conjecture : La suite w semble tendre vers +infty.

2. a) Vérification de la formule

Développons (n-1)^2-4 :

(n-1)^2-4=n^2-2n+1-4=n^2-2n-3

Or nous avons w_n=n^2-2n.

Donc w_nneq(n-1)^2-4.

La formule proposée est incorrecte.

2. b) Démonstration que la suite w a pour limite +∞

Nous avons w_n=n^2-2n=n(n-2).

Pour ngeq3, nous avons 0″ alt= »n-2geq1>0″>.

Donc pour ngeq3 : w_n=n(n-2)geq ntimes  1=n

Puisque lim_{nto+infty}n=+infty et que w_ngeq n pour ngeq3, par comparaison :

lim_{nto+infty}w_n=+infty


Exercice 9 – convergence d’une suite et étude.

1. Suite u définie par : u_n = n^3 + n - 6

a) Démontrer que pour tout n ≥ 6, u_n ≥ n³

Pour n geq 6, nous devons montrer que u_n geq n^3.

u_n geq n^3 Leftrightarrow n^3 + n - 6 geq n^3

Leftrightarrow n - 6 geq 0

Leftrightarrow n geq 6

Cette condition est vérifiée par hypothèse. Donc pour tout n geq 6, u_n geq n^3.

b) Limite de la suite u

u_n = n^3 + n - 6

Quand n to +infty :

n^3 to +infty

n to +infty

-6 reste constant

Donc lim_{n to +infty} u_n = +infty

2. Suite v définie par : v_n = frac{(-1)^n sin n}{n^2}

Étude de la convergence de la suite v

Pour tout n in mathbb{N}^* :

|v_n| = left|frac{(-1)^n sin n}{n^2}right| = frac{|(-1)^n| times   |sin n|}{n^2}

Or |(-1)^n| = 1 et |sin n| leq 1

Donc |v_n| leq frac{1}{n^2}

Or lim_{n to +infty} frac{1}{n^2} = 0

Par le théorème des gendarmes : lim_{n to +infty} |v_n| = 0

Donc lim_{n to +infty} v_n = 0

La suite v converge vers 0.


Exercice 10 – suite et preuve par récurrence.

a) Démonstration par récurrence que v_ngeqsqrt{n} pour tout ngeq2

Initialisation : Pour n=2 :

v_2=(2^2-2)sqrt{2}=2sqrt{2}

Et sqrt{2}approx1{,}414, donc 1{,}414″ alt= »2sqrt{2}approx2{,}828>1{,}414″>

Ainsi sqrt{2} » alt= »v_2>sqrt{2} »> ✓

Hérédité : Supposons que v_ngeqsqrt{n} pour un certain ngeq2.

Montrons que v_{n+1}geqsqrt{n+1} :

v_{n+1}=((n+1)^2-(n+1))sqrt{n+1}=n(n+1)sqrt{n+1}

Pour ngeq2, on a 1″ alt= »n(n+1)geq2times 3=6>1″>

Donc sqrt{n+1} » alt= »v_{n+1}=n(n+1)sqrt{n+1}>sqrt{n+1} »> ✓

b) Limite de la suite

v_n=(n^2-n)sqrt{n}=n(n-1)sqrt{n}=nsqrt{n}(n-1)=n^{frac{3}{2}}(n-1)

Quand nrightarrow+infty :

n^{frac{3}{2}}rightarrow+infty

(n-1)rightarrow+infty

Donc : lim_{nrightarrow+infty}v_n=+infty


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