1) Il y a deux théorèmes importants permettant de décider de la nature (c'est-à-dire de la convergence ou de la divergence) d'une suite
On utilise les abréviations suivantes :
CV = converge ou convergente ou convergence
DV = diverge ou divergente divergence
APCR = à partir d'un certain rang
a) Les théorèmes d’encadrement :
- Si vn≤un≤wn APCR et si (vn) et (wn) CV vers l alors (un) CV vers l
- Si un≤wn APCR et si (wn) DV vers −∞ alors (un) DV vers −∞
- Si vn≤un APCR et si (vn) DV vers +∞ alors (un) DV vers +∞
b) Le théorème de la limite monotone :
- Si (un) est croissante et majorée alors (un) CV
- Si (un) est croissante et non majorée alors (un) DV vers +∞
- Si (un) est décroissante et minorée alors (un) CV
- Si (un) est décroissante et non minorée alors (un) DV vers −∞
Remarque : ce théorème ne permet pas de déterminer la limite en cas de CV.
2) Théorème de passage à la limite (à ne pas confondre avec
le théorème de l'encadrement)
Si ∀n∈N,un≥0 et si la suite (un) CV alors limn→+∞un≥0.
Remarque : le passage à la limite ne conserve pas les inégalités strictes. Par exemple, ∀n∈N∗,1n>0 mais limn→+∞1n=0 n'est pas strictement positive !
3) Convergence de la suite géométrique (qn) avec q réel
- Si q>1 alors (qn) DV vers +∞
- Si q=1 alors (qn) est la suite constante en 1 donc CV vers 1
- Si −1<q<1 alors (qn) CV vers 0
- Si q≤−1 alors (qn) DV sans tendre vers −∞ ou +∞