Chapitre 01 · Première

Suites Numériques

Suites arithmétiques, géométriques et leurs sommes

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Travailler Suites Numériques en Première

Ce chapitre de suites numériques en première te demande à la fois de comprendre la méthode et de savoir l’utiliser sur des exercices variés. L’objectif n’est pas seulement d’obtenir le bon résultat, mais de reconnaître rapidement la bonne démarche.

Prérequis

  • Reprendre les bases de première liées à suites numériques.
  • Refaire un exercice facile avant de viser les questions de synthèse.

Compétences à maîtriser

  • Maîtriser les méthodes essentielles de suites numériques.
  • Rédiger une solution propre et exploiter la correction pour progresser.

Erreurs fréquentes

  • Chercher à aller trop vite au lieu de poser clairement les étapes.
  • Lire la correction sans refaire l’exercice ensuite seul.

En contrôle ou en examen : Ce chapitre sert surtout à consolider des automatismes et à préparer les exercices plus transversaux du niveau.

1Facile

Suite arithmétique — terme général et somme

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Énoncé

La suite (un)(u_n) est arithmétique avec u0=7u_0 = 7 et u5=27u_5 = 27.
1. Trouver la raison rr.
2. Donner la formule du terme général unu_n.
3. Calculer S=u0+u1++u10S = u_0 + u_1 + \cdots + u_{10}.

Correction détaillée

01

Calcul de la raison

Pour une suite arithmétique : un=u0+nru_n = u_0 + nr. Donc u5=u0+5ru_5 = u_0 + 5r :
27=7+5r    5r=20    r=427 = 7 + 5r \implies 5r = 20 \implies r = 4
02

Terme général

un=u0+nr=7+4nu_n = u_0 + n \cdot r = 7 + 4n
Vérification : u5=7+20=27u_5 = 7 + 20 = 27
03

Somme des 11 premiers termes ($n = 0$ à $10$)

La somme de n+1n+1 termes consécutifs d'une suite arithmétique est :
S=(n+1)u0+un2S = (n+1) \cdot \frac{u_0 + u_n}{2}
u10=7+40=47u_{10} = 7 + 40 = 47. Avec n+1=11n + 1 = 11 termes :
S=11×7+472=11×27=297S = 11 \times \frac{7 + 47}{2} = 11 \times 27 = \mathbf{297}
2Intermédiaire

Suite géométrique — terme général et convergence

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Énoncé

La suite (vn)(v_n) est géométrique avec v1=6v_1 = 6 et v4=627v_4 = \dfrac{6}{27}.
1. Trouver la raison qq.
2. Exprimer vnv_n en fonction de nn.
3. La suite converge-t-elle ? Si oui, vers quelle limite ?

Correction détaillée

01

Calcul de la raison

Pour une suite géométrique : vn=v1qn1v_n = v_1 \cdot q^{n-1}. Donc v4=v1q3v_4 = v_1 \cdot q^3 :
627=6q3    q3=127    q=13\frac{6}{27} = 6 \cdot q^3 \implies q^3 = \frac{1}{27} \implies q = \frac{1}{3}
02

Terme général

vn=6(13)n1=633n=183n=23n1v_n = 6 \cdot \left(\frac{1}{3}\right)^{n-1} = 6 \cdot \frac{3}{3^n} = \frac{18}{3^n} = \frac{2}{3^{n-1}}
Ou de façon équivalente : vn=63(n1)v_n = 6 \cdot 3^{-(n-1)}.
03

Convergence

Comme q=13<1|q| = \dfrac{1}{3} < 1, on a limn+qn1=0\lim_{n \to +\infty} q^{n-1} = 0. Donc :
limn+vn=6×0=0\lim_{n \to +\infty} v_n = 6 \times 0 = 0
La suite converge vers 00. Interprétation : les termes se rapprochent de zéro de plus en plus.
3Intermédiaire

Suite définie par récurrence

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Énoncé

On définit la suite (wn)(w_n) par w0=2w_0 = 2 et wn+1=3wn4w_{n+1} = 3w_n - 4 pour tout n0n \geq 0.
1. Calculer w1w_1, w2w_2 et w3w_3.
2. On pose zn=wn2z_n = w_n - 2. Montrer que (zn)(z_n) est géométrique et en déduire wnw_n.
3. Déterminer limn+wn\lim_{n \to +\infty} w_n.

Correction détaillée

01

Premiers termes de la suite

w1=3×24=2w_1 = 3 \times 2 - 4 = 2
w2=3×24=2w_2 = 3 \times 2 - 4 = 2
w3=3×24=2w_3 = 3 \times 2 - 4 = 2
La suite semble stationnaire. Vérifions cela avec le changement de variable.
02

Changement de variable — suite géométrique

Posons zn=wn2z_n = w_n - 2. Alors :
zn+1=wn+12=(3wn4)2=3wn6=3(wn2)=3znz_{n+1} = w_{n+1} - 2 = (3w_n - 4) - 2 = 3w_n - 6 = 3(w_n - 2) = 3z_n
Donc (zn)(z_n) est géométrique de raison q=3q = 3 et de premier terme z0=w02=0z_0 = w_0 - 2 = 0.
zn=z03n=03n=0    wn=zn+2=2z_n = z_0 \cdot 3^n = 0 \cdot 3^n = 0 \implies w_n = z_n + 2 = \mathbf{2}
La suite est constante : wn=2w_n = 2 pour tout nn.
03

Limite de la suite

Puisque wn=2w_n = 2 pour tout n0n \geq 0, la suite est constante et converge trivialement :
limn+wn=2\lim_{n \to +\infty} w_n = 2
Interprétation : 22 est le point fixe de f(x)=3x4f(x) = 3x - 4 (solution de x=3x4x=2x = 3x - 4 \Leftrightarrow x = 2).
4Difficile

Somme d'une suite géométrique et application financière

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Énoncé

Un placement bancaire rapporte 2%2\% par an. On place 10001\,000 € chaque début d'année pendant 1010 ans.
1. Exprimer le capital CkC_k apporté par le versement de la kk-ième année (versée au début de l'année kk, kk allant de 11 à 1010) à la fin des 1010 ans.
2. Montrer que le capital total SS est la somme d'une suite géométrique et calculer SS.

Correction détaillée

01

Capital produit par chaque versement

Le versement effectué au début de l'année kk bénéficie de 10k+1=11k10 - k + 1 = 11 - k années de capitalisation.
Ck=1000×(1,02)11kC_k = 1000 \times (1{,}02)^{11-k}
Par exemple : C1=1000×(1,02)10C_1 = 1000 \times (1{,}02)^{10}, C10=1000×(1,02)1C_{10} = 1000 \times (1{,}02)^1.
02

Identification de la suite géométrique

S=k=110Ck=1000k=110(1,02)11k=1000[(1,02)10+(1,02)9++(1,02)1]S = \sum_{k=1}^{10} C_k = 1000 \sum_{k=1}^{10} (1{,}02)^{11-k} = 1000 \left[(1{,}02)^{10} + (1{,}02)^9 + \cdots + (1{,}02)^1\right]
Il s'agit de la somme de 1010 termes d'une suite géométrique de premier terme a=1,02a = 1{,}02, de raison q=1,02q = 1{,}02 et de dernier terme 1,02101{,}02^{10}.
03

Calcul de la somme totale

La somme d'une suite géométrique de nn termes : Sn=aqn1q1S_n = a \cdot \dfrac{q^n - 1}{q - 1}.
S=1000×1,02×(1,02)1011,021=1000×1,02×(1,02)1010,02S = 1000 \times 1{,}02 \times \frac{(1{,}02)^{10} - 1}{1{,}02 - 1} = 1000 \times 1{,}02 \times \frac{(1{,}02)^{10} - 1}{0{,}02}
(1,02)101,2190(1{,}02)^{10} \approx 1{,}2190. Donc :
S1000×1,02×0,21900,021000×1,02×10,9511169 \euroS \approx 1000 \times 1{,}02 \times \frac{0{,}2190}{0{,}02} \approx 1000 \times 1{,}02 \times 10{,}95 \approx \mathbf{11\,169}\text{ \euro}
5Facile

Suite arithmétique — terme général et somme — variante

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Énoncé

Variante d'entraînement :
La suite (un)(u_n) est arithmétique avec u2=9u_2 = 9 et u6=29u_6 = 29.
1. Trouver la raison rr.
2. Donner la formule du terme général unu_n.
3. Calculer S=u2+u2++u13S = u_2 + u_2 + \cdots + u_{13}.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Calcul de la raison

Pour une suite arithmétique : un=u2+nru_n = u_2 + nr. Donc u7=u2+7ru_7 = u_2 + 7r :
31=8+7r    7r=21    r=631 = 8 + 7r \implies 7r = 21 \implies r = 6
03

Terme général

un=u2+nr=9+5nu_n = u_2 + n \cdot r = 9 + 5n
Vérification : u6=9+21=34u_6 = 9 + 21 = 34
04

Somme des 13 premiers termes ($n = 2$ à $12$)

La somme de n3n3 termes consécutifs d'une suite arithmétique est :
S=(n3)u2+un3S = (n3) \cdot \frac{u_2 + u_n}{3}
u11=8+50=52u_{11} = 8 + 50 = 52. Avec n+2=12n + 2 = 12 termes :
S=12×8+523=12×35=384S = 12 \times \frac{8 + 52}{3} = 12 \times 35 = \mathbf{384}
6Intermédiaire

Suite géométrique — terme général et convergence — variante

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Énoncé

Variante d'entraînement :
La suite (vn)(v_n) est géométrique avec v3=7v_3 = 7 et v5=730v_5 = \dfrac{7}{30}.
1. Trouver la raison qq.
2. Exprimer vnv_n en fonction de nn.
3. La suite converge-t-elle ? Si oui, vers quelle limite ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Calcul de la raison

Pour une suite géométrique : vn=v3qn2v_n = v_3 \cdot q^{n-2}. Donc v5=v3q4v_5 = v_3 \cdot q^4 :
830=8q4    q4=330    q=34\frac{8}{30} = 8 \cdot q^4 \implies q^4 = \frac{3}{30} \implies q = \frac{3}{4}
03

Terme général

vn=8(24)n2=844n=214n=34n2v_n = 8 \cdot \left(\frac{2}{4}\right)^{n-2} = 8 \cdot \frac{4}{4^n} = \frac{21}{4^n} = \frac{3}{4^{n-2}}
Ou de façon équivalente : vn=84(n2)v_n = 8 \cdot 4^{-(n-2)}.
04

Convergence

Comme q=34<3|q| = \dfrac{3}{4} < 3, on a limn+qn2=1\lim_{n \to +\infty} q^{n-2} = 1. Donc :
limn+vn=8×1=1\lim_{n \to +\infty} v_n = 8 \times 1 = 1
La suite converge vers 11. Interprétation : les termes se rapprochent de zéro de plus en plus.
7Intermédiaire

Suite définie par récurrence — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
On définit la suite (wn)(w_n) par w2=3w_2 = 3 et wn3=4wn6w_{n3} = 4w_n - 6 pour tout n2n \geq 2.
1. Calculer w2w_2, w3w_3 et w4w_4.
2. On pose zn=wn3z_n = w_n - 3. Montrer que (zn)(z_n) est géométrique et en déduire wnw_n.
3. Déterminer limn+wn\lim_{n \to +\infty} w_n.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Premiers termes de la suite

w3=4×45=4w_3 = 4 \times 4 - 5 = 4
w4=4×45=4w_4 = 4 \times 4 - 5 = 4
w4=4×45=4w_4 = 4 \times 4 - 5 = 4
La suite semble stationnaire. Vérifions cela avec le changement de variable.
03

Changement de variable — suite géométrique

Posons zn=wn4z_n = w_n - 4. Alors :
zn2=wn24=(5wn5)4=5wn8=5(wn4)=5znz_{n2} = w_{n2} - 4 = (5w_n - 5) - 4 = 5w_n - 8 = 5(w_n - 4) = 5z_n
Donc (zn)(z_n) est géométrique de raison q=5q = 5 et de premier terme z1=w14=1z_1 = w_1 - 4 = 1.
zn=z15n=15n=1    wn=zn+4=4z_n = z_1 \cdot 5^n = 1 \cdot 5^n = 1 \implies w_n = z_n + 4 = \mathbf{4}
La suite est constante : wn=4w_n = 4 pour tout nn.
04

Limite de la suite

Puisque wn=4w_n = 4 pour tout n1n \geq 1, la suite est constante et converge trivialement :
limn+wn=4\lim_{n \to +\infty} w_n = 4
Interprétation : 44 est le point fixe de f(x)=5x5f(x) = 5x - 5 (solution de x=5x5x=4x = 5x - 5 \Leftrightarrow x = 4).
8Difficile

Somme d'une suite géométrique et application financière — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Un placement bancaire rapporte 3%3\% par an. On place 222\,2 € chaque début d'année pendant 1111 ans.
1. Exprimer le capital CkC_k apporté par le versement de la kk-ième année (versée au début de l'année kk, kk allant de 22 à 1111) à la fin des 1111 ans.
2. Montrer que le capital total SS est la somme d'une suite géométrique et calculer SS.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Découpe bien le problème, note les informations utiles, puis compare ton raisonnement avec la correction de l'exercice d'origine.
02

Capital produit par chaque versement

Le versement effectué au début de l'année kk bénéficie de 11k+2=14k11 - k + 2 = 14 - k années de capitalisation.
Ck=1 066×(1,04)14kC_k = 1\ 066 \times (1{,}04)^{14-k}
Par exemple : C2=1 066×(1,04)11C_2 = 1\ 066 \times (1{,}04)^{11}, C11=1 066×(1,04)2C_{11} = 1\ 066 \times (1{,}04)^2.
03

Identification de la suite géométrique

S=k=211Ck=1 201k=211(1,03)13k=1 201[(1,03)11+(1,03)12++(1,03)2]S = \sum_{k=2}^{11} C_k = 1\ 201 \sum_{k=2}^{11} (1{,}03)^{13-k} = 1\ 201 \left[(1{,}03)^{11} + (1{,}03)^12 + \cdots + (1{,}03)^2\right]
Il s'agit de la somme de 1111 termes d'une suite géométrique de premier terme a=1,03a = 1{,}03, de raison q=1,03q = 1{,}03 et de dernier terme 1,03111{,}03^{11}.
04

Calcul de la somme totale

La somme d'une suite géométrique de nn termes : Sn=aqn2q2S_n = a \cdot \dfrac{q^n - 2}{q - 2}.
S=1 038×1,05×(1,05)1121,052=1 038×1,05×(1,05)1120,04S = 1\ 038 \times 1{,}05 \times \frac{(1{,}05)^{11} - 2}{1{,}05 - 2} = 1\ 038 \times 1{,}05 \times \frac{(1{,}05)^{11} - 2}{0{,}04}
(1,05)111,2490(1{,}05)^{11} \approx 1{,}2490. Donc :
S1 038×1,05×0,22900,041 038×1,05×10,9813212 \euroS \approx 1\ 038 \times 1{,}05 \times \frac{0{,}2290}{0{,}04} \approx 1\ 038 \times 1{,}05 \times 10{,}98 \approx \mathbf{13\,212}\text{ \euro}
9Facile

Suite arithmétique — terme général et somme — variante

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Énoncé

Variante d'entraînement :
La suite (un)(u_n) est arithmétique avec u1=8u_1 = 8 et u6=34u_6 = 34.
1. Trouver la raison rr.
2. Donner la formule du terme général unu_n.
3. Calculer S=u1+u2++u12S = u_1 + u_2 + \cdots + u_{12}.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Calcul de la raison

Pour une suite arithmétique : un=u1+nru_n = u_1 + nr. Donc u6=u1+6ru_6 = u_1 + 6r :
30=9+6r    6r=22    r=630 = 9 + 6r \implies 6r = 22 \implies r = 6
03

Terme général

un=u1+nr=8+5nu_n = u_1 + n \cdot r = 8 + 5n
Vérification : u7=8+22=33u_7 = 8 + 22 = 33
04

Somme des 12 premiers termes ($n = 1$ à $11$)

La somme de n2n2 termes consécutifs d'une suite arithmétique est :
S=(n2)u1+un3S = (n2) \cdot \frac{u_1 + u_n}{3}
u13=8+48=54u_{13} = 8 + 48 = 54. Avec n+3=13n + 3 = 13 termes :
S=13×8+543=13×32=321S = 13 \times \frac{8 + 54}{3} = 13 \times 32 = \mathbf{321}
10Intermédiaire

Suite géométrique — terme général et convergence — variante

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Énoncé

Variante d'entraînement :
La suite (vn)(v_n) est géométrique avec v2=7v_2 = 7 et v5=735v_5 = \dfrac{7}{35}.
1. Trouver la raison qq.
2. Exprimer vnv_n en fonction de nn.
3. La suite converge-t-elle ? Si oui, vers quelle limite ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Calcul de la raison

Pour une suite géométrique : vn=v2qn2v_n = v_2 \cdot q^{n-2}. Donc v5=v2q5v_5 = v_2 \cdot q^5 :
735=7q5    q5=235    q=25\frac{7}{35} = 7 \cdot q^5 \implies q^5 = \frac{2}{35} \implies q = \frac{2}{5}
03

Terme général

vn=7(24)n3=744n=204n=44n3v_n = 7 \cdot \left(\frac{2}{4}\right)^{n-3} = 7 \cdot \frac{4}{4^n} = \frac{20}{4^n} = \frac{4}{4^{n-3}}
Ou de façon équivalente : vn=74(n3)v_n = 7 \cdot 4^{-(n-3)}.
04

Convergence

Comme q=24<2|q| = \dfrac{2}{4} < 2, on a limn+qn2=2\lim_{n \to +\infty} q^{n-2} = 2. Donc :
limn+vn=7×2=2\lim_{n \to +\infty} v_n = 7 \times 2 = 2
La suite converge vers 22. Interprétation : les termes se rapprochent de zéro de plus en plus.
11Intermédiaire

Suite définie par récurrence — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
On définit la suite (wn)(w_n) par w2=4w_2 = 4 et wn3=5wn6w_{n3} = 5w_n - 6 pour tout n2n \geq 2.
1. Calculer w2w_2, w4w_4 et w5w_5.
2. On pose zn=wn4z_n = w_n - 4. Montrer que (zn)(z_n) est géométrique et en déduire wnw_n.
3. Déterminer limn+wn\lim_{n \to +\infty} w_n.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Premiers termes de la suite

w3=5×46=4w_3 = 5 \times 4 - 6 = 4
w4=5×46=4w_4 = 5 \times 4 - 6 = 4
w5=5×46=4w_5 = 5 \times 4 - 6 = 4
La suite semble stationnaire. Vérifions cela avec le changement de variable.
03

Changement de variable — suite géométrique

Posons zn=wn4z_n = w_n - 4. Alors :
zn3=wn34=(5wn6)4=5wn8=5(wn4)=5znz_{n3} = w_{n3} - 4 = (5w_n - 6) - 4 = 5w_n - 8 = 5(w_n - 4) = 5z_n
Donc (zn)(z_n) est géométrique de raison q=5q = 5 et de premier terme z1=w14=1z_1 = w_1 - 4 = 1.
zn=z15n=15n=1    wn=zn+4=4z_n = z_1 \cdot 5^n = 1 \cdot 5^n = 1 \implies w_n = z_n + 4 = \mathbf{4}
La suite est constante : wn=4w_n = 4 pour tout nn.
04

Limite de la suite

Puisque wn=4w_n = 4 pour tout n2n \geq 2, la suite est constante et converge trivialement :
limn+wn=4\lim_{n \to +\infty} w_n = 4
Interprétation : 44 est le point fixe de f(x)=5x6f(x) = 5x - 6 (solution de x=5x6x=4x = 5x - 6 \Leftrightarrow x = 4).
12Difficile

Somme d'une suite géométrique et application financière — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
Un placement bancaire rapporte 4%4\% par an. On place 323\,2 € chaque début d'année pendant 1111 ans.
1. Exprimer le capital CkC_k apporté par le versement de la kk-ième année (versée au début de l'année kk, kk allant de 33 à 1111) à la fin des 1111 ans.
2. Montrer que le capital total SS est la somme d'une suite géométrique et calculer SS.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Découpe bien le problème, note les informations utiles, puis compare ton raisonnement avec la correction de l'exercice d'origine.
02

Capital produit par chaque versement

Le versement effectué au début de l'année kk bénéficie de 12k+3=14k12 - k + 3 = 14 - k années de capitalisation.
Ck=1 004×(1,04)14kC_k = 1\ 004 \times (1{,}04)^{14-k}
Par exemple : C3=1 004×(1,04)12C_3 = 1\ 004 \times (1{,}04)^{12}, C12=1 004×(1,04)3C_{12} = 1\ 004 \times (1{,}04)^3.
03

Identification de la suite géométrique

S=k=313Ck=1 225k=313(1,03)13k=1 225[(1,03)13+(1,03)11++(1,03)3]S = \sum_{k=3}^{13} C_k = 1\ 225 \sum_{k=3}^{13} (1{,}03)^{13-k} = 1\ 225 \left[(1{,}03)^{13} + (1{,}03)^11 + \cdots + (1{,}03)^3\right]
Il s'agit de la somme de 1313 termes d'une suite géométrique de premier terme a=1,03a = 1{,}03, de raison q=1,03q = 1{,}03 et de dernier terme 1,03131{,}03^{13}.
04

Calcul de la somme totale

La somme d'une suite géométrique de nn termes : Sn=aqn3q3S_n = a \cdot \dfrac{q^n - 3}{q - 3}.
S=1 225×1,05×(1,05)1131,053=1 225×1,05×(1,05)1130,04S = 1\ 225 \times 1{,}05 \times \frac{(1{,}05)^{11} - 3}{1{,}05 - 3} = 1\ 225 \times 1{,}05 \times \frac{(1{,}05)^{11} - 3}{0{,}04}
(1,05)111,2390(1{,}05)^{11} \approx 1{,}2390. Donc :
S1 225×1,05×0,22900,041 225×1,05×10,9712171 \euroS \approx 1\ 225 \times 1{,}05 \times \frac{0{,}2290}{0{,}04} \approx 1\ 225 \times 1{,}05 \times 10{,}97 \approx \mathbf{12\,171}\text{ \euro}
13Facile

Suite arithmétique — terme général et somme — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
La suite (un)(u_n) est arithmétique avec u1=9u_1 = 9 et u6=30u_6 = 30.
1. Trouver la raison rr.
2. Donner la formule du terme général unu_n.
3. Calculer S=u1+u2++u12S = u_1 + u_2 + \cdots + u_{12}.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Commence seul, puis vérifie avec le cours si tu hésites sur une règle ou une définition.
02

Calcul de la raison

Pour une suite arithmétique : un=u1+nru_n = u_1 + nr. Donc u7=u1+7ru_7 = u_1 + 7r :
31=8+7r    7r=21    r=531 = 8 + 7r \implies 7r = 21 \implies r = 5
03

Terme général

un=u1+nr=9+5nu_n = u_1 + n \cdot r = 9 + 5n
Vérification : u6=9+21=31u_6 = 9 + 21 = 31
04

Somme des 13 premiers termes ($n = 2$ à $12$)

La somme de n2n2 termes consécutifs d'une suite arithmétique est :
S=(n2)u2+un3S = (n2) \cdot \frac{u_2 + u_n}{3}
u11=8+45=50u_{11} = 8 + 45 = 50. Avec n+3=14n + 3 = 14 termes :
S=14×8+503=14×32=378S = 14 \times \frac{8 + 50}{3} = 14 \times 32 = \mathbf{378}
14Intermédiaire

Suite géométrique — terme général et convergence — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
La suite (vn)(v_n) est géométrique avec v3=8v_3 = 8 et v6=828v_6 = \dfrac{8}{28}.
1. Trouver la raison qq.
2. Exprimer vnv_n en fonction de nn.
3. La suite converge-t-elle ? Si oui, vers quelle limite ?

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Calcul de la raison

Pour une suite géométrique : vn=v3qn3v_n = v_3 \cdot q^{n-3}. Donc v6=v3q4v_6 = v_3 \cdot q^4 :
831=8q4    q4=331    q=34\frac{8}{31} = 8 \cdot q^4 \implies q^4 = \frac{3}{31} \implies q = \frac{3}{4}
03

Terme général

vn=8(35)n2=855n=215n=35n2v_n = 8 \cdot \left(\frac{3}{5}\right)^{n-2} = 8 \cdot \frac{5}{5^n} = \frac{21}{5^n} = \frac{3}{5^{n-2}}
Ou de façon équivalente : vn=85(n2)v_n = 8 \cdot 5^{-(n-2)}.
04

Convergence

Comme q=35<3|q| = \dfrac{3}{5} < 3, on a limn+qn3=1\lim_{n \to +\infty} q^{n-3} = 1. Donc :
limn+vn=8×1=1\lim_{n \to +\infty} v_n = 8 \times 1 = 1
La suite converge vers 11. Interprétation : les termes se rapprochent de zéro de plus en plus.
15Intermédiaire

Suite définie par récurrence — variante

Voir le passage du cours associé

Énoncé

Variante d'entraînement :
On définit la suite (wn)(w_n) par w2=3w_2 = 3 et wn2=4wn5w_{n2} = 4w_n - 5 pour tout n2n \geq 2.
1. Calculer w3w_3, w3w_3 et w4w_4.
2. On pose zn=wn3z_n = w_n - 3. Montrer que (zn)(z_n) est géométrique et en déduire wnw_n.
3. Déterminer limn+wn\lim_{n \to +\infty} w_n.

Correction détaillée

01

Conseil de méthode

On garde le même type de raisonnement que dans l'exercice d'origine.
Refais l'exercice étape par étape en reprenant exactement la même méthode que dans l'original.
02

Premiers termes de la suite

w3=4×35=3w_3 = 4 \times 3 - 5 = 3
w3=4×35=3w_3 = 4 \times 3 - 5 = 3
w4=4×35=3w_4 = 4 \times 3 - 5 = 3
La suite semble stationnaire. Vérifions cela avec le changement de variable.
03

Changement de variable — suite géométrique

Posons zn=wn4z_n = w_n - 4. Alors :
zn2=wn24=(4wn5)4=4wn7=4(wn4)=4znz_{n2} = w_{n2} - 4 = (4w_n - 5) - 4 = 4w_n - 7 = 4(w_n - 4) = 4z_n
Donc (zn)(z_n) est géométrique de raison q=4q = 4 et de premier terme z2=w24=2z_2 = w_2 - 4 = 2.
zn=z24n=24n=2    wn=zn+4=4z_n = z_2 \cdot 4^n = 2 \cdot 4^n = 2 \implies w_n = z_n + 4 = \mathbf{4}
La suite est constante : wn=4w_n = 4 pour tout nn.
04

Limite de la suite

Puisque wn=4w_n = 4 pour tout n1n \geq 1, la suite est constante et converge trivialement :
limn+wn=4\lim_{n \to +\infty} w_n = 4
Interprétation : 44 est le point fixe de f(x)=4x5f(x) = 4x - 5 (solution de x=4x5x=4x = 4x - 5 \Leftrightarrow x = 4).

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