- Pour tout entier \(p\gt 0\) fixé,
en multipliant et divisant par le conjugué,
\[\begin{aligned}
|a_{n+p}-a_n|=|\sqrt{n+p}-\sqrt{n}|
&=\frac{p}{\sqrt{n+p}+\sqrt{n}}\\
&\leqslant\frac{p}{2\sqrt{n}}\,,
\end{aligned}\]
et donc
\[ \lim_{n\to\infty}|a_{n+p}-a_n|=0\,.
\]
- Pourtant,
\(a_n=\sqrt{n}\to \infty\), donc \(a_n\) est divergente, donc ce n'est
pas une suite de Cauchy. (Car dans \(\mathbb{R}\), une suite est de Cauchy si et
seulement si elle converge.)
Cet exemple montre bien que dans la définition de suite de Cauchy, \(|a_n-a_m|\)
doit devenir petit lorsque \(m\) et \(n\) deviennent grands, mais ils n'ont pas
besoin d'être à distance fixe: \(|m-n|\) peut être arbitrairement grand.
Or ci-dessus,
lorsqu'on a montré que \(|a_n-a_{n+p}|\to 0\), on a en fait considéré un
\(m=n+p\) qui est à distance
fixe de \(n\), puisque \(|m-n|=p\).
Or deux points sur le graphe de la suite \(a_n=\sqrt{n}\), à distance
horizontale fixe \(p\), ont des hauteurs de plus en plus proches, même si ces
hauteurs deviennent grandes lorsque les deux points s'éloignent de l'origine: