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Comment comparer des suites à l'aide des croissances comparées ?

En appliquant la hiérarchie (lnn)bnaqn(\ln n)^b \ll n^a \ll q^n (avec a>0a>0 et q>1q>1) pour lever les formes indéterminées

L'objectif

Déterminer la limite d'une suite mêlant logarithmes, puissances et exponentielles en exploitant la hiérarchie des croissances comparées.

Le principe

Pour tout a>0a>0, b>0b>0 et q>1q>1, on a limn+(lnn)bna=0\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\frac{(\ln n)^b}{n^a}=0, limn+naqn=0\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\frac{n^a}{q^n}=0 et limn+qnn!=0\displaystyle\lim_{n\to+\infty}\frac{q^n}{n!}=0 ; autrement dit, (lnn)bnaqnn!(\ln n)^b\ll n^a\ll q^n\ll n! à l'infini.

La méthode
  1. 1
    J'identifie dans unu_n les termes du type (lnn)b(\ln n)^b, nan^a, qnq^n ou n!n! et je repère le terme dominant au numérateur et au dénominateur.
  2. 2
    Je factorise ou j'utilise directement une des limites de croissances comparées pour conclure, en transformant éventuellement l'expression pour faire apparaître un quotient standard.
    Voir
  3. 3
    J'applique les opérations sur les limites aux facteurs restants pour obtenir la limite finale de unu_n.

Exemple corrigé

Difficulté croissante de 1 à 4

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