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Contenu

Suite arithmético-géométrique

Suite auxiliaire géométrique

Expression en fonction de n

Exercice | temps recommandé entre 5 et 10mn | Niveau 2 difficulté moyenne | séquence 4 du chapitre |

Vidéo de l’exercice

$(u_n)$ est une suite définie pour tout entier naturel $n$ par $u_{n+1}=3u_n-2$ et $u_0=2$.
  1. Calculer $u_1$ et $u_2$ et montrer que la suite $(u_n)$ n'est ni arithmétique, ni géométrique.
    Rappel cours

    Suite arithmétique
    Une suite $(u_n)$ est arithmétique s'il existe un réel $r$ tel que pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1}=u_n+r$
    $r$ est la raison de la suite.
    On a alors $u_{n+1}-u_n=r$ donc la différence de deux termes consécutifs est constante et égale à $r$
    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 $\dfrac{u_{n+1}}{u_n}=q$

    Aide

    Il faut prendre successivement $n=0$ puis $n=1$ dans la relation $u_{n+1}=3u_n-2$
    On peut calculer ensuite $u_1-u_0$ et $u_2-u_1$ puis $\dfrac{u_1}{u_0}$ et $\dfrac{u_2}{u_1}

    Solution

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  2. On pose $w_n=u_n-1$. Montrer que $(w_n)$ est une suite géométrique dont on précisera la raison et le premier terme.
    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 $\dfrac{u_{n+1}}{u_n}=q$

    Aide

    Il faut montrer qu'il existe $q$ tel que pour tout entier naturel $n$, on a $w_{n+1}=qw_n$
    $w_{n+1}=u_{n+1}- 1 =3u_n-2 -1$....

    Solution

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  3. En déduire l'expression de $w_n$ puis de $u_n$ en fonction de $n$.
    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 $p$, $u_n=u_p\times q^{n-p}$

    Aide

    On a $w_n=u_n-1$ donc $u_n=w_n+1$

    Solution

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  4. Calculer $u_{20}$.
    Solution

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Vidéo de l’exercice

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