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Contenu

Suites arithmétiques

Suites géométriques et suites arithmético-géométriques

Devoir d'entraînement | temps recommandé 20mn ou plus | Niveau 2 difficulté moyenne | exercices complémentaires et devoirs d’entraînement |
Exercice 1 (6 points)
  1. Etudier le sens de variation de la suite $(u_n)$ définie par $u_0= \dfrac{1}{2}$ et $u_{n+1}=u_n^2+2$ pour tout $n \in \mathbb{N}$.
    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.
    Signe de $ax^2+bx+c$
    - Cas $\Delta>0$ (deux racines $x_1$ et $x_2$

    - Cas $\Delta=0$ (une racine $x_1$)

    - Cas $\Delta<0$ (aucune racine)

    Aide

    On peut calculer $u_{n+1}-u_n$

    Solution

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  2. $(u_n)$ est une suite géométrique de raison $q > 0$ telle que $u_5=16$ et $u_7=256$ : calculer $q$, $u_0$ puis donner la forme explicite de la suite $(u_n)$.
    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 peut écrire une équation d'inconnue $q$ en utilisant $u_5$ et $u_7$.

    Solution

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Exercice 2 (7 points)
Chaque année, l'inflation est en moyenne de 2%.
Cela signifie que les prix augmentent en moyenne de 2% chaque année.
On note $p_n$ le prix d'un produit en $2012+n$ avec $n\in \mathbb{N}$.
En 2012, le prix de ce produit est de 20 euros.
  1. Que représente $p_0$? Donner sa valeur.
    Aide

    $p_0$ correspond au prix de l'année $2012+0$

    Solution

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  2. Déterminer la nature de la suite $(p_n)$ en justifiant la réponse.
    Rappel cours

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

    augmenter une valeur de 2% revient à appliquer le coefficient multiplicateur $1+\dfrac{2}{100}$

    Solution

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  3. Calculer le prix du produit en 2020.
    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

    déterminer d'abord la forme explicite de $(p_n)$.

    Solution

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  4. Déterminer à partir de quelle année le prix aura augmenté de 50%.
    Aide

    On veut que le prix $p_n$ soit supérieur ou égal à 20 euros augmenté de 50% soit 30 euros

    Solution

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Exercice 3 (7 points)
Partie A
On considère la suite $\left(u_{n}\right)$ définie par $u_{1} = 30$ et pour tout entier naturel $n\geq 1$, $u_{n+1} = 1,1u_{n} -2$.
On considère la suite $\left(v_{n}\right)$ définie pour tout entier naturel $n$ par $v_{n} = u_{n} - 20$.
  1. Démontrer que la suite $\left(v_{n}\right)$ est une suite géométrique dont on précisera le premier terme et la raison.
    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

    On a $v_{n+1}=u_{n+1}-20=1,1u_{n} -2-20$
    Il faut montrer que pour tout entier $n$, il existe un réel $q$ tel que $v_{n+1}=qv_n$

    Solution

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  2. Exprimer $v_{n}$ 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 $(v_n)$ une suite géométrique de raison $q=1,1$ et de premier terme $v_1=10$

    Solution

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  3. En déduire que pour tout entier naturel $n$: $ u_{n} = 20+10\times 1,1^{n-1}$.
    Aide

    0 On a $v_n=u_n-20$ donc $u_n=v_n+20$

    Solution

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Partie B
Une chaîne de télévision compte 30 000 abonnés au mois de janvier (mois \no 1).
Elle fait une campagne de publicité pour augmenter le nombre d'abonnés.
Ce qui lui permet chaque mois d'avoir 10% d'abonnés supplémentaires mais perd 2000 anciens abonnés.

  1. Montrer que cette situation peut être modélisée par la suite $\left(u_{n}\right)$ où $u_{n}$ désigne le nombre de milliers d'abonnés le n$^{\text{ième}}$ mois de la campagne publicitaire.
    Aide

    1 Augmenter une valeur de 10% revient à appliquer le coefficient multiplicateur $1+\dfrac{10}{100}$

    Solution

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  2. On décide d'utiliser un algorithme pour afficher le nombre d'abonnés le n$^{\text{ième}}$ mois de la campagne publicitaire.
    Compléter l'algorithme ci-dessous pour qu'il affiche le nombre d'abonnés le n$^{\text{ième}}$ mois.
    Aide

    2 On peut utiliser la suite donnée sous forme récurrente donnée dans l'énoncé.

    Solution

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  3. Calculer le nombre d'abonnés au mois de décembre.
    Aide

    3 Le mois de janvier est le premier mois soit $n=1$ et donc pour le mois de décembre, on a $n=12$
    Le nombre d'abonnés est en milliers donc il faut arrondir aux millièmes.

    Solution

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