EX-50

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Déterminer, si elle existe, la limite de la suite $(u_n)$ si pour tout $n\in\mathbb N^*$:

a. $u_n = n^2-3n + 5$;
Corrigé

On a une forme indéterminée du type $+\infty - \infty$. On va la lever en factorisant: \[u_n = n\left(n - 3 + \frac 5 n\right).\] Or: \[\lim_{n\to +\infty}\frac 5 n = 0,\quad \lim_{n\to +\infty} - 3 = 3 \quad\text{et}\quad \lim_{n\to +\infty} n = +\infty\] donc la limite de $u_n$ est désormais de la forme $+\infty\times(+\infty)$ soit: \[\lim_{n\to +\infty} u_n = +\infty.\]

b. $u_n = n^3 - n^2$;
Corrigé

Ici encore, on est en présence d'une forme indéterminée $+\infty - \infty$. On se propose donc de factoriser: \[u_n = n^3 - n^2 = n^3\left(1 - \frac 1 n\right).\] Sachant que: \[\lim_{n\to +\infty} \frac 1 n = 0\ \text{donc que}\ \lim_{n\to +\infty} 1 - \frac 1 n = 1,\] la limite de $u_n$ est de la forme $+\infty \times 1$ et donc: \[\lim_{n\to +\infty} u_n = +\infty.\]

c. $u_n = 5 - \dfrac{2}{n+1}$;
Corrigé

On a: \begin{align*} \lim_{n\to +\infty} n+1 &= +\infty& \\ \implies \lim_{nto+\infty} \frac 2 {n+1} &= 0& \\ \implies \lim_{n\to +\infty} 5 - \frac 2 {n+1} &= 5 - 0 = 5.& \end{align*}

d. $u_n = \dfrac{n^2 - 2n}{3+n}$;
Corrigé

On est en présence d'une forme indéterminée du type $\frac\infty\infty$. Factorisons: \[u_n = \frac{n(n-2)}{n\left(\frac 3 n +1\right)} = \frac{n-2}{\frac 3 n + 1}.\] Or: \[\lim_{n\to +\infty} \frac 3 n = 0 \implies \lim_{n\to +\infty} \frac 3 n + 1 = 0\] et \[\lim_{n\to +\infty} n - 2 = +\infty.\] La limite de $u_n$ est de la forme $\frac\infty 1$, donc: $\displaystyle\lim_{n\to +\infty} u_n = +\infty$.

e. $u_n = \dfrac{1}{n^2}-2\sqrt{n}$;
Corrigé

On a: \[\lim_{n\to +\infty} n^2 = +\infty \implies \lim_{n\to +\infty} \frac 1 {n^2} = 0\] et \[\lim_{n\to+\infty} \sqrt n = +\infty \implies \lim_{n\to +\infty} -2\sqrt n = -\infty.\] La limite de $u_n$ est de la forme $0-\infty$, donc $\displaystyle\lim_{n\to +\infty} u_n = -\infty$.

f. $u_n = \sqrt{n}-\dfrac{1}{\sqrt n}$;
Corrigé

On sait que $\sqrt n$ tend vers $+\infty$, donc que $\frac 1 {\sqrt n}$ tend vers 0, et la limite de $u_n$ est de la forme $+\infty - 0$, donc $\displaystyle\lim_{n\to +\infty} u_n = +\infty$.

g. $u_n = \dfrac{3n^2+n+1}{n^2+2n - 1}$.
Corrigé

On est en présence d'une forme indéterminée $\frac\infty\infty$. On factorise: \[u_n = \frac{n^2(3 + 1/n +1/{n^2})}{n^2(1+2/n - 1/{n^2})} = \frac{(3 + 1/n +1/{n^2})}{(1+2/n - 1/{n^2})}.\] Or les termes $\frac 1 n$, $\frac 2 n$ et $\frac 1 {n^2}$ tendent tous vers 0, donc \[\lim_{n\to +\infty} u_n = \frac 3 1 = 3.\]

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code : 850