EX-33

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Pour chacune des suites définies ci-dessous, déterminer le sens de variation en calculant la différence \[u_{n+1}-u_n.\]

  1. $u_n = 2n^2 - n + 1$;
    Corrigé
    \[\begin{aligned} u_{n+1}-u_n &= 2(n+1)^2 - (n+1) + 1 - 2n^2 + n - 1& \\ &= 2n^2 + 4n +2-n-1+1-2n^2+n-1& \\ &=4n+2.& \end{aligned}\] Puisque $n\ge 0$, $4n+2\ge 2 > 0$. La suite $(u_n)$ est donc strictement croissante.
  2. $u_n = \dfrac 1 {(4n -1)^2}$;
    Corrigé
    \[\begin{aligned} u_{n+1}-u_n &= \frac 1 {(4(n+1)-1)^2} - \frac 1 {(4n -1)^2}& \\ &= \frac{(4n-1)^2 - (4n+3)^2}{(4n+3)^2(4n-1)^2}& \\ &= \frac{(4n-1-4n-3)(4n-1+4n+3)}{(4n+3)^2(4n-1)^2}& \\ &= \frac{-4(8n+2)}{(4n+3)^2(4n-1)^2}& \\ &=\frac{-32n-8}{(4n+3)^2(4n-1)^2}.& \end{aligned}\] Le dénominateur, produit de deux carrés, est strictement positif.
    Par contre, \[n\ge 0 \implies -32n - 8 \le -8 < 0,\] donc le numérateur est strictement négatif.
    $u_{n+1}-u_n$ étant strictement négative, la suite $(u_n)$ est strictement décroissante.
  3. $u_n = 1 + \dfrac 1 2 + \dfrac 1 3 + \cdots + \dfrac 1 n$;
    Corrigé
    Ici \[u_{n+1}- u_n = \dfrac 1 {n+1},\] or $n\ge 0$ donc $\dfrac 1 {n+1} > 0$.
    La suite est donc strictement croissante.
  4. $u_n = 1^2 + 2^2 + \cdots + n^2$.
    Corrigé
    Même astuce: \[u_{n+1}-u_n = (n+1)^2 > 0,\] donc la suite est strictement croissante.

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code : 605