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Première spécialité · Mathématiques · Chapitre 2

Suites numériques : généralités

Fiche de cours5 min de lecturePar Robin RinguetMise à jour : octobre 2026

1Suite numérique : définition et notations

Définition. Une suite numérique (un)(u_n) est une fonction définie sur N\N (ou sur l’ensemble des entiers n⩾n0n\geq n_0) et à valeurs réelles. Le réel unu_n est le terme de rang nn ; nn est l’indice.

Notation. On écrit unu_n plutôt que u(n)u(n), et (un)(u_n) (ou (un)n∈N(u_n)_{n\in\N}) pour désigner la suite tout entière. Ne pas confondre la suite (un)(u_n) et le nombre unu_n.

Propriété — trois écritures à distinguer. Pour un=2n2−3nu_n=2n^2-3n :  un+1=2(n+1)2−3(n+1)=2n2+n−1\ u_{n+1}=2(n+1)^2-3(n+1)=2n^2+n-1,  un+1=2n2−3n+1\ u_n+1=2n^2-3n+1,  u2n=8n2−6n\ u_{2n}=8n^2-6n.

2Modes de génération

Définition. Une suite est définie de façon explicite lorsque un=f(n)u_n=f(n) : chaque terme se calcule directement à partir de son rang.

Définition. Une suite est définie par récurrence lorsqu’on donne son premier terme et une relation un+1=f(un)u_{n+1}=f(u_n) : chaque terme se calcule à partir du précédent, l’un après l’autre.

Remarque. Une suite peut aussi être décrite par un motif géométrique (allumettes, carreaux…) ou par un algorithme. Passer d’un registre à l’autre — motif, tableau de valeurs, formule, nuage de points — est un attendu du chapitre. Pour une suite récurrente, il faut calculer tous les termes précédents, de proche en proche.

3Représentation graphique

Définition. La représentation graphique d’une suite (un)(u_n) est le nuage de points de coordonnées (n ;un)(n\,;u_n), dans un repère où les rangs sont en abscisse. On ne relie pas les points : la suite n’est définie que pour des entiers.

4Sens de variation

Définition. (un)(u_n) est croissante si un+1⩾unu_{n+1}\geq u_n pour tout nn, décroissante si un+1⩽unu_{n+1}\leq u_n pour tout nn, constante si un+1=unu_{n+1}=u_n pour tout nn (strictement croissante ou décroissante avec des inégalités strictes). Une suite croissante ou décroissante est dite monotone.

Formulairetrois méthodes pour étudier le sens de variation
  • Différence : étudier le signe de un+1−unu_{n+1}-u_n. Positif pour tout nn : croissante ; négatif : décroissante.
  • Quotient : si tous les termes sont strictement positifs, comparer un+1un\dfrac{u_{n+1}}{u_n} à 11 (quotient ⩾1\geq 1 : croissante ; ⩽1\leq 1 : décroissante) ; adapté aux puissances et aux produits.
  • Fonction associée : si un=f(n)u_n=f(n) avec ff monotone sur [0 ;+∞[\intfo{0}{+\infty}, la suite a le même sens de variation que ff. Valable seulement pour une suite explicite, jamais pour un+1=f(un)u_{n+1}=f(u_n).

Remarque. Une suite peut n’être monotone qu’à partir d’un certain rang : un=n2−9n+3u_n=n^2-9n+3 décroît, puis croît à partir du rang 44.

5Limite d’une suite : approche intuitive

Définition. (un)(u_n) a pour limite le réel ℓ\ell lorsque ses termes deviennent aussi proches de ℓ\ell que l’on veut dès que nn est assez grand ; on note lim⁡n→+∞un=ℓ\lim\limits_{n\to+\infty}u_n=\ell et la suite converge vers ℓ\ell.

Définition. (un)(u_n) a pour limite +∞+\infty lorsque, quel que soit le nombre AA fixé à l’avance, tous ses termes sont supérieurs à AA à partir d’un certain rang (de même pour −∞-\infty) : la suite diverge.

Remarque. Une suite peut n’avoir aucune limite : un=(−1)nu_n=(-1)^n prend indéfiniment les valeurs 11 et −1-1. Elle diverge aussi : une suite qui ne converge pas est dite divergente.

Figure 1 — Suite un=2+3nu_n=2+\frac3n : les points se rapprochent de la droite y=2y=2.

6Algorithmique

Méthode — trois algorithmes du chapitre. calculer un terme de rang donné (boucle for), calculer une somme de termes (accumulateur), rechercher un seuil : le plus petit rang nn tel que unu_n dépasse (ou passe sous) une valeur donnée — c’est une boucle while.

def terme(n):           # u_0 = 5 et u_(n+1) = 2 u_n - 3
    u = 5
    for k in range(n):
        u = 2 * u - 3
    return u

def seuil(S):           # plus petit rang n tel que u_n > S
    u, n = 5, 0
    while u <= S:
        u = 2 * u - 3
        n = n + 1
    return n

7Savoir-faire du chapitre

Savoir-faire
  • Calculer des termes d’une suite explicite ou définie par récurrence ; distinguer un+1u_{n+1}, un+1u_n+1 et u2nu_{2n}.
  • Modéliser une situation (motif, évolution, algorithme) par une suite et passer d’un registre à l’autre.
  • Représenter une suite par un nuage de points ; lire des termes et un sens de variation sur un graphique.
  • Étudier le sens de variation par la différence, par le quotient ou par la fonction associée.
  • Conjecturer une limite à partir de termes de grand rang ou d’un nuage de points.
  • Écrire un programme Python calculant un terme, une somme de termes ou un seuil.

8Exemples types

Exemplesens de variation par la différence

Soit un=n2−5nu_n=n^2-5n. Pour tout n∈Nn\in\N, un+1−un=(n+1)2−5(n+1)−(n2−5n)=2n−4u_{n+1}-u_n=(n+1)^2-5(n+1)-\left(n^2-5n\right)=2n-4, qui est négatif pour n⩽2n\leq 2 et positif pour n⩾2n\geq 2. La suite décroît jusqu’au rang 22, puis croît : elle n’est pas monotone sur N\N.

Exemplesens de variation par le quotient

Soit un=n2nu_n=\dfrac{n}{2^n} pour n⩾1n\geq1 : tous les termes sont strictement positifs et un+1un=n+12n+1×2nn=n+12n\dfrac{u_{n+1}}{u_n}=\dfrac{n+1}{2^{n+1}}\times\dfrac{2^n}{n}=\dfrac{n+1}{2n}. Or n+1⩽2nn+1\leq 2n dès que n⩾1n\geq1, donc un+1un⩽1\dfrac{u_{n+1}}{u_n}\leq 1 : la suite est décroissante.

Exemplerécurrence et conjecture de limite

Soit u0=3u_0=3 et un+1=12un+2u_{n+1}=\frac12u_n+2. Alors u1=72=3,5u_1=\frac72=3{,}5, u2=154=3,75u_2=\frac{15}{4}=3{,}75, u3=318=3,875u_3=\frac{31}{8}=3{,}875, u4=3,9375u_4=3{,}9375 : la suite semble croissante et converger vers 44. Ici la croissance de x↦12x+2x\mapsto\frac12x+2 ne prouve rien : la suite est récurrente.

Pièges
  • un+1u_{n+1} n’est pas un+1u_n+1 : le premier est le terme suivant, le second est le terme de rang nn augmenté de 11.
  • La méthode « sens de variation de ff » ne vaut que si un=f(n)u_n=f(n). Pour une suite définie par un+1=f(un)u_{n+1}=f(u_n), elle est fausse.
  • Comparer un+1un\frac{u_{n+1}}{u_n} à 11 exige de vérifier d’abord que tous les termes sont strictement positifs.
  • Une suite croissante n’a pas forcément pour limite +∞+\infty : un=2−1nu_n=2-\frac1n croît et converge vers 22.
  • Sur un nuage de points, ne pas relier les points : entre deux entiers consécutifs, la suite n’est pas définie.

Exercices, contrôles et sujets

Les énoncés sont en accès libre, à télécharger en PDF.

1

Exercices de base

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Les bases : calculer des termes, représenter, étudier le sens de variation

9 exercicesniveau Difficulté 1 sur 3durée conseillée : 1 h 30sans calculatrice

  1. Calculer des termes d’une suite expliciteDifficulté 1 sur 3
  2. Calculer des termes d’une suite définie par récurrenceDifficulté 1 sur 3
  3. Ne pas confondreDifficulté 1 sur 3
  4. Conjecturer une limiteDifficulté 1 sur 3
  5. Un motif d’allumettesDifficulté 1 sur 3
  6. Lire un nuage de pointsDifficulté 1 sur 3
  7. Sens de variation : signe de la différenceDifficulté 2 sur 3
  8. Sens de variation : quotient de deux termes consécutifsDifficulté 2 sur 3
  9. Sens de variation à l’aide d’une fonctionDifficulté 2 sur 3
2

Exercices d'application

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Application : modéliser, construire en escalier, rechercher un seuil en Python

5 exercicesniveau Difficulté 2 sur 3durée conseillée : 2 hcalculatrice autorisée

  1. Deux placementsDifficulté 2 sur 3
  2. Les ventes d’une nouvelle consoleDifficulté 2 sur 3
  3. Un carrelage bordéDifficulté 2 sur 3
  4. Construction en escalierDifficulté 2 sur 3
  5. La suite de SyracuseDifficulté 2 sur 3
3

Contrôle A

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QCM, suite explicite, construction en escargot, rebonds d’une balle

Durée : 1 hsans calculatrice4 exercices indépendantsbarème sur 20

  1. Questionnaire à choix multiples5 ptsDifficulté 1 sur 3
  2. Étude d’une suite explicite5 ptsDifficulté 1 sur 3
  3. Une construction en escargot5 ptsDifficulté 2 sur 3
  4. Les rebonds d’une balle5 ptsDifficulté 2 sur 3
4

Contrôle B

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Vrai ou faux, quotient et second degré, Sierpiński, une suite qui hésite

Durée : 1 hsans calculatrice4 exercices indépendantsbarème sur 20

  1. Vrai ou faux ?5 ptsDifficulté 2 sur 3
  2. Quotient et second degré5 ptsDifficulté 2 sur 3
  3. Le triangle de Sierpiński5 ptsDifficulté 2 sur 3
  4. Une suite qui hésite5 ptsDifficulté 3 sur 3
5

Approfondissement

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Pour aller plus loin : Héron, Fibonacci, factorielle, sommes d’inverses

5 exercicesniveau Difficulté 3 sur 3durée conseillée : 2 h 30calculatrice autorisée

  1. La méthode de Héron pour approcher 2\sqrt2Difficulté 3 sur 3
  2. La suite de Fibonacci et le nombre d’orDifficulté 3 sur 3
  3. Factorielle contre puissanceDifficulté 3 sur 3
  4. La somme des inverses des carrésDifficulté 3 sur 3
  5. La série harmonique : croissante, lente… mais pas bornéeDifficulté 3 sur 3
6

Type épreuve anticipée

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Partie 1 : douze questions d’automatismes — Partie 2 : abonnés d’une médiathèque, diagonales d’un polygone, tarifs d’une salle d’escalade

Durée : 2 hsans calculatriceQCM et 3 exercicesbarème sur 20

  1. Questionnaire à choix multiples6 ptsDifficulté 1 sur 3
  2. Les abonnés d’une médiathèque6 ptsDifficulté 2 sur 3
  3. Les diagonales d’un polygone4 ptsDifficulté 2 sur 3
  4. Les tarifs d’une salle d’escalade4 ptsDifficulté 2 sur 3

Première · Mathématiques : les 13 chapitres

  1. Second degré
  2. Suites numériques : généralités
  3. Suites arithmétiques et géométriques
  4. Nombre dérivé et tangente
  5. Fonctions dérivées
  6. Variations et extremums
  7. Fonction exponentielle
  8. Trigonométrie
  9. Produit scalaire
  10. Géométrie repérée
  11. Probabilités conditionnelles et indépendance
  12. Variables aléatoires
  13. Épreuve anticipée de mathématiques