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Contenu

Pourcentage d’augmentation et coefficient multiplicateur

Expression d’une suite géométrique

Algorithme recherche d’un seuil

Exercice | temps recommandé entre 5 et 10mn | Niveau 1 application directe du cours | séquence 3 du chapitre |

Vidéo de l’exercice

Dans une réserve naturelle, on étudie l'évolution de la population d'une race de singes en voie d'extinction à cause d'une maladie.
Une étude sur cette population de singes a montré que leur nombre baisse de 15% chaque année.
Au premier janvier 2004, la population était estimée à $25~000$ singes.
A laide d'une suite, on modélise la population au premier janvier de chaque année. Pour tout entier naturel $n$, le terme $u_n$ de la suite représente le nombre de singes au premier janvier de l'année $2004+n$. On a ainsi $u_0=25~000$.
  1. Calculer l'effectif de cette population de singes :
    1. au premier janvier 2005.
      Rappel cours

      Coefficient multiplicateur
      Une quantité $V_i$ à laquelle on applique un taux d'évolution $t$ est multipliée par $k=1+t$.
      Rappel: $t=\dfrac{V_f-V_i}{V_i}$

      Aide

      On applique le coefficient multiplicateur $1-\dfrac{15}{100}$ chaque année

      Solution

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    2. au premier janvier 2006, en arrondissant à l'entier.
      Solution

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  2. Justifier que, pour tout entier naturel $n$, on a $u_n=25~000\times 0,85^n$.
    Rappel cours

    Suite géométrique
    Une suite $(u_n)$ est géométrique s'il existe un réel $q$ tel que pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1}=u_n\times q$
    $q$ est la raison de la suite.
    Le quotient de deux termes consécutifs est égal à la raison soit $\dfrac{u_{n+1}}{u_n}=q$ Forme explicite d'une suite géométrique
    Si $(u_n)$ est géométrique de raison $q$ est premier terme $u_0$, on a:
    $u_n=u_0\times q^n$
    et pour tous entiers $n$ et $p$, $u_n=u_p\times q^{n-p}$

    Aide

    Il faut d'abord justifier que la suite est géométrique avant de donner sa forme explicite

    Solution

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  3. Suivant ce modèle, on souhaite savoir, à laide d'un algorithme, au bout de combien d'années après le premier janvier 2004 le nombre de singes sera inférieur à $5~000$.
    Recopier et compléter les lignes L4, L5 et L6 de l'algorithme ci-dessous.
    Aide

    U correspond aux termes successifs de la suite et $n$(compteur) aux indices successifs

    Solution

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  4. Montrer que la suite $(u_n)$ est décroissante.
    Rappel cours

    Étude des variations(différence de deux termes consécutifs)
    Pour étudier les variations de $(u_n)$, il faut comparer $u_{n+1}$ et $u_n$.
    Exprimer $u_{n+1}-u_n$ en fonction de $n$
    Étudier le signe de l'expression obtenue
    Si $u_{n+1}-u_n >0 $ alors$u_{n+1} >u_n$ et donc la suite $(u_n)$ est croissante.
    Si $u_{n+1}-u_n <0 $ alors$u_{n+1} < u_n$ et donc la suite $(u_n)$ est décroissante.

    Aide

    On doit étudier le signe de $u_{n+1}-u_n$ en factorisant l'expression
    On peut remplacer $u_{n+1}$ par $0,85u_n$ dans un premier temps

    Solution

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  5. Montrer que la valeur $n$ affichée après l'exécution de l'algorithme est 10.
    Aide

    On peut calculer $u_9$ et $u_{10}$ avec la forme explicite de la suite $(u_n)$

    Solution

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    Infos abonnements La suite $u_n$ est décroissante et on a $u_9=25~000\times 0,85^{9}\approx 5790$
    et $u_{10}=25~000\times 0,85^{10}\approx 4922$
    La boucle TANT QUE s'arrête quand la valeur de $U$ est inférieure à 5000


    Remarque
    Comme la suite est décroissante, pour tout entier naturel $n\geq 10$ on aura donc $u_n\leq u_{10}<5000$ [/pms-restrict]


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