Définition suite monotone

Bonjour,
au lycée et même après on définit ce qu'est une suite monotone au pire sur N et au mieux à partir d'un certain rang comme si aucune suite ne pouvait être croissante sur l'intervalle d'entiers 2;5 puis ensuite croissante sur 5.100 puis décroissante sur (100;1000) etc...
Quelqu'un aurait-il un exemple d'une telle suite ? Jamais croisé de tels objets dans un quelconque exercice.
Pour les fonctions on laisse dans la définition le choix d'un intervalle quelconque inclus dans l'ensemble de définition, on ne prend pas tout l'ensemble de définition.
Pourquoi la définition pour les suites n'a pas la même souplesse ?
Merci.

Réponses

  • Pour une suite, ce qui est intéressant pour l'analyse, c'est quand elle est infinie (sinon c'est juste une suite finie de nombres, un objet moins intéressant en analyse, et qui ne nécessite pas autant d'outils). Par ailleurs, qu'elle commence à $n=500$ ou à $ n=0$ n'a aucune importance, on peut se ramener de l'une à l'autre par simple translation de la variable $n$, et les propriétés en l'infini de la suite restent les mêmes, donc ce qui compte c'est d'étudier les suites à partir de $n=0$ puisque ce cadre permet de tout étudier.

    Enfin, je pense que tu sauras trouver sans mon aide des suites croissantes puis décroissante puis croissante (en utilisant une fonction continue et affine par morceau par exemple ?). Il existe bien évidemment des suites qui ne sont pas monotones même à partir d'un certain rang ($u_n = \cos(n)$ par exemple).
  • Je pensais bien à une suite définie sur N tout entier
    Ma question est la suivante, je clarifie : pourquoi lorsque l'on définit la monotonie pour les suites on ne dit pas ceci
    "Une suite est dite croissante sur une partie (finie ou infinie) de N I si..." en laissant au mot croissant la liberté de s'appliquer sur une partie de N quelconque (finie ou infinie) plutôt que d'imposer de force la nature infinie "une suite est dite croissante à partir du rang no si..."
    Comme si les suites croissantes ou décroissantes à partir d'un certain rang jusqu'à l'infini avaient le monopole du mot croissant ou décroissant
    Pour les fonctions tous les profs répètent "une fonction croissante ça ne veut rien dire, on dit croissant sur un intervalle donné..."
    Mais pas avec les suites..
    Peut-être que je me prends la tête pour rien mais ça m'a toujours perturbé
  • Bonjour jp.

    Étudier les variations de la suite \( (u_n)_{n\in\N} \) définie par
    \[ \forall n\in\N, \; u_n = \cos(44n). \]

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • @jp59 : ça fait parfaitement sens de dire que la suite $u_n$ est croissante sur $\{5,\ldots,18\}$ (plusieurs notations existent pour les intervalles d'entiers, peu importe). C'est parfaitement défini. Maintenant on s'en sert rarement parce que ça ne sert souvent à rien, le but des suites c'est d'étudier leur comportement en l'infini, et c'est ça qui aide à avoir des critères sympas dans le reste de l'analyse.
  • Merci ev mais mon problème n'est pas un problème de maths, j'ai évidemment conscience qu'il existe des suites croissantes puis décroissantes
    Pourquoi par défaut lorsqu'on dit qu'une suite est croissante c'est pour tout entier n pour lequel cette suite existe ?? J'ai l'impression que c'est une imprécision de langage mais peut-être y-a-t-il une raison qui explique cela
  • Je viens de te répondre que c'est faux, il n'est nullement interdit de parler de croissance sur un intervalle d'entiers. Si on devait écrire un bouquin de maths avec toutes les définition possibles, tous les théorèmes avec toutes les hypothèses envisagées, toutes les démonstrations jusqu'à revenir aux axiomes, définitions et propriétés du cours sans rien laisser implicite, n'importe quel livre de maths décuplerait sa taille.
  • OK merci skyffer jamais vu une définition aussi "laxiste" dans un bouquin mais je te crois !
  • Je viens de te répondre sur ce point aussi, juste au-dessus. En particulier, on ne définit pas ça parce que :
    1) personne n'a besoin d'une définition pour comprendre ce que veut dire "la suite $u_n$ est croissante sur $\{5,..,18\}$", quand on sait déjà ce que veut dire suite croissante
    2) c'est une définition qui n'a aucun intérêt en analyse
    3) si on écrivait toutes les définitions qui ne servent à rien dans un livre de maths, quand en plus elles ont un sens évident, le lecteur ne dépasserait jamais le chapitre 1 qui prendrait déjà 753 pages.
  • Vous allez probablement me trouver bête mais tant pis, je vous sens irrité mais je persiste :-D
    Je ne vois pas pourquoi les variations d'une suite sur une partie bornée de N auraient moins d'intérêt que les variations d'une fonction sur une partie bornée de R
    D'autant plus que les variations d'une fonction sur une partie bornée de R sont souvent intéressantes, pourquoi tout à coup pour les suites ça devient sans intérêt ?
    Ce que vous dites est confirmé dans la réalité des exercices (on ne demande jamais d'étudier une suite sur une partie finie de N) en effet mais je ne vois pas pourquoi.
  • @ jp

    Je croyais bêtement répondre à la question
    jp59 a écrit:
    Quelqu'un aurait-il un exemple d'une telle suite?

    Sinon, tu peux revenir à la définition d'une fonction monotone d'un ensemble ordonné (ici \( \N \) ) vers un autre ensemble ordonné ( \( \R \) pour les suites numériques ).

    Le client est roi.

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • Bonjour,

    Une partie bornée de $\mathbb{N}$ est finie, contrairement à une partie bornée de $\mathbb{R}$.

    Cordialement,

    Rescasool
  • jp59 a écrit:
    Je ne vois pas pourquoi les variations d'une suite sur une partie bornée de N auraient moins d'intérêt que les variations d'une fonction sur une partie bornée de R

    Libre à toi de trouver un exemple pertinent. Tu ne veux pas du mien, je le range dans ma culotte.

    Pour les fonctions tu as la dérivée.
    Pour les suites tu as \( u_{n+1} - u_n \) et autres avatars de la récurrence.

    Choisis ton poison, Juliette.

    e.v.
    Personne n'a raison contre un enfant qui pleure.


  • Y'a rien de bête, et je ne suis pas agacé (juste pressé, mais ça c'est pas de ta faute).

    Une partie bornée de $\mathbb N$ est finie, ce n'est pas le cas d'un intervalle borné non vide. Ensuite, même si les suites ont une importance en tant que telles, elles servent aussi beaucoup à étudier les fonctions (via des critères séquentiels par exemple), et dans ce cadre seul leur comportement à l'infini importe. Enfin, l'étude des fonctions ne s'arrête pas à leur monotonie, et si tu fais beaucoup d'exercices là-dessus c'est juste pour t'entraîner, l'analyse a bien d'autres objectifs.

    Désolé de ne pouvoir développer plus par manque de temps, mais d'autres compléteront.
  • Je suis complètement d'accord avec toi, jp59.

    Je donne trois exemples "related" de suites dont le sens de variations est non-trivial et instructif.

    $u_n = \frac{a^n}{n!}$, pour $a > 0$, définie sur $n \in \N$.
    $v_{k} = \binom{n}{k} \cdot p^{k} \cdot q^{n-k}$ pour $p,q>0$, (éventuellement $p+q=1$), définie sur $0\le k\le n$ entier.
    $w_n = \binom{n}{d} \cdot q^{n-d} \cdot p^{d}$, mêmes conditions sur $p,q$, pour $n\ge d$.
  • @ev Merci de votre aide
  • Merci skyffer
    j'ai bien conscience que les fonctions n'ont pas pour monotonie unique but d'exister
    Bref ce que je voulais dire c'est qu'il n'y avait pas de stricte analogie entre les définitions de monotonie pour les suites et les fonctions et je ne comprenais pas pourquoi autant de restriction pour les suites
    Si j'ai bien compris, cela n'aurait aucun intérêt de faire autrement...j'admets!
  • Merci marsup je m'y pencherai
  • jp59 a écrit:
    il n'y avait pas de stricte analogie entre les définitions de monotonie pour les suites et les fonctions
    N'exagérons rien. Comme cela a été dit, une suite est en particulier une fonction (de $\mathbb N$ dans $\mathbb R$ par exemple). Donc ça fait tout à fait sens de parler de monotonie de la suite sur un certain intervalle (d'entiers). Ce que je voulais dire, c'est que ça ne nécessite pas forcément d'en faire une définition à part, vu que la définition pour les fonctions existe déjà, surtout si on ne s'en sert pas ensuite. Et généralement dans un livre d'analyse on parle rarement de monotonie d'une suite sur une partie finie. Mais rien n'interdit d'étudier ça, et ça peut être intéressant dans certains cas.
  • @jp59 :
    Peut-être que la confusion vient du fait que tu n'as pas la bonne définition pour une suite croissante.

    Faisons une comparaison :

    On dit qu'une fonction $f$ est croissante sur une partie $I$ de $\R$ si $\forall (a,b)\in I^2, a\leq b \Rightarrow f(a)\leq f(b)$.
    On dit qu'une suite $u$ est croissante sur une partie $I$ de $\N$ si $\forall (n,p)\in I^2, n\leq p \Rightarrow u_n \leq u_p$.

    Si tu sais qu'une suite n'est rien d'autre qu'un cas particulier de fonction, tu vois immédiatement qu'il s'agit de la même définition très exactement.

    Cependant, il existe un théorème pour les suites qui est très pratique et qui est quasiment toujours utilisé pour démontrer la croissance d'une suite sur toute partie $J$ de $\N$ de la forme $J=\{n\in\N, n\geq n_0\}$ :
    Si $u$ est une suite telle que $\forall n\in\N, n\geq n_0 \Rightarrow u_{n+1}\geq u_n$ alors $u$ est croissante sur $J$.

    (Exo à la CC : prouver ce théorème)

    On voit tout de suite l'intérêt d'avoir une suite plutôt qu'une fonction et un ensemble de la forme annoncée... du coup, on oublie les autres cas...
  • Merci bisam !!
    Vous êtes mon sauveur (:P)
  • Ce que dit bisam ici est exactement ce qui a déjà été dit à jp59 dans ce fil.
  • L'important c'est qu'il ait compris ;-)
  • Euh non ce n'est pas exactement la même chose
    Dans l'autre fil, on ne précisait pas "sur" pour les suites comme l'a fait bisam
  • Hum.. Ou bien tu lis une ligne sur deux, ou bien tu es de mauvaise foi :
    Ceci est la définition de suite croissante (la définition de suite croissante sur une partie de $\mathbb N$ est aussi un cas particulier de la définition générale de croissance d'une fonction).
  • Oups pardon la fatigue surement

    Merci à vous
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