Somme des termes d’une suite géométrique (dém du cours) (réf 0618)

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Somme des termes d’une suite géométrique

Démonstration du cours

Exercice | temps recommandé inférieur à 5mn | Niveau 2 difficulté moyenne | séquence 3 du chapitre |
Partie A: Étude d'un exemple: $S=u_0+u_1+u_2+...+u_{10}$ avec $(u_n)$ suite géométrique de premier terme $u_0=3$ et raison $q\neq 1$.
  1. Donner l'expression de $u_1$, $u_2$, $u_3$ et $u_{10}$ en fonction de $u_0$ et $q$.
    Rappel cours

    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 $p$, $u_n=u_p\times q^{n-p}$

    Solution

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  2. On a donc $S=3+3\times q+3\times q^2+3\times q^3+...+3\times q^{10}$.
    Exprimer $qS$ en fonction de $q$.
    Aide

    Rappel: $q\times q^n=q^{n+1}$

    Solution

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  3. Exprimer $S-qS$ en fonction de $q$.
    Solution

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  4. En déduire $S$ en fonction de $q$ et conjecturer la somme $S_n=u_0+u_1+...+u_n$ des termes d'une suite géométrique de premier terme $u_0$ et raison $q\neq 1$
    Aide

    On a $S-qS=S(1-q)$ et il faur isoler $S$

    Solution

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Partie B: Cas général $S=u_0+u_1+...+u_n$ avec $(u_n)$ suite géométrique de premier terme $u_0$ et raison $q\neq 1$.
En reprenant la même méthode prouver la conjecture émise précédemment.
Aide

Il faut écrire $S_n$ avec les termes de la suite sous forme explicite
Calculer ensuite $qS$ puis $S-qS$

Solution

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