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Accueil > Terminale ES et L spécialité > Suites > Montrer qu'une suite est géométrique jeudi 29 décembre 2016, par Méthode Il existe différentes méthodes pour démontrer qu'une suite est géométrique. On présente ici la plus classique en Terminale ES. Une suite $(u_{n})$ est géométrique si et seulement si pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1}=a\times u_{n}$ où $a$ est un nombre indépendant de $n$. Pour démontrer qu'un suite est géométrique, on peut donc montrer qu'elle respecte bien la relation $u_{n+1}=a\times u_{n}$. Lors des épreuves de BAC, il est fréquent d'utiliser la rédaction suivante: $u_{n+1}=... \qquad $(d'après la relation donnée dans l'énoncé) $\\ \qquad =... \\ \qquad =a\times u_{n}$ Donc $(u_{n})$ est géométrique de raison $a$. Un exemple en vidéo D'autres exemples pour s'entraîner Niveau moyen On considère la suite $(u_{n})$ telle que $u_0=12$ et définie pour tout entier naturel $n$ par $u_{n+1}=3u_n-4$. Par ailleurs, on considère la suite $(v_{n})$ définie pour tout entier naturel $n$ par $v_{n}=u_n-2$.

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Suites géométriques On dit qu'une suite ( u n) \left(u_{n}\right) est une suite géométrique s'il existe un nombre réel q q tel que, pour tout n ∈ N n\in \mathbb{N}: u n + 1 = q × u n u_{n+1}=q \times u_{n} Le réel q q s'appelle la raison de la suite géométrique ( u n) \left(u_{n}\right). Pour démontrer qu'une suite ( u n) \left(u_{n}\right) dont les termes sont non nuls est une suite géométrique, on pourra calculer le rapport u n + 1 u n \frac{u_{n+1}}{u_{n}}. Si ce rapport est une constante q q, on pourra affirmer que la suite est une suite géométrique de raison q q. Soit la suite ( u n) n ∈ N \left(u_{n}\right)_{n\in \mathbb{N}} définie par u n = 3 2 n u_{n}=\frac{3}{2^{n}}. Les termes de la suite sont tous strictement positifs et u n + 1 u n = 3 2 n + 1 \frac{u_{n+1}}{u_{n}}=\frac{3}{2^{n+1}} ÷ 3 2 n \frac{3}{2^{n}} = 3 2 n + 1 × 2 n 3 =\frac{3}{2^{n+1}}\times \frac{2^{n}}{3} = 2 n 2 n + 1 =\frac{2^{n}}{2^{n+1}} = 2 n 2 × 2 n = 1 2 =\frac{2^{n}}{2\times 2^{n}}=\frac{1}{2} La suite ( u n) \left(u_{n}\right) est une suite géométrique de raison 1 2 \frac{1}{2} Si la suite ( u n) \left(u_{n}\right) est géométrique de raison q q, pour tous entiers naturels n n et k k: u n = u k × q n − k u_{n}=u_{k}\times q^{n - k}.

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Démontrer qu'une suite n'est pas arithmétique Il suffit de calculer par exemple \(u_1-u_0\) et \(u_2-u_1\) et de constater que ces deux différences ne sont pas égales: Question Démontrer que la suite \((u_n)\) définie par \(u_n=n²\) n'est pas arithmétique. Solution Calculons \(u_2-u_1\) et \(u_1-u_0\): \(u_2-u_1=2²-1²=3\) et \(u_1-u_0=1²-0²=1\). Ces deux nombres sont différents donc la suite \((u_n)\) n'est pas arithmétique. Question Montrer que la suite \((u_n)\) définie par \(u_n=-2n+3\) est arithmétique. Préciser son 1 er terme et sa raison Indice Attention, il se suffit pas de calculer les 1 ers termes et leurs différences... Solution Il faut calculer, pour toute valeur de n, la différence \(u_{n+1}-u_n\) et prouver que cette différence est constante: \(u_{n+1}-u_n=-2(n+1)+3-\left(-2n+3\right)\) \( \ \ \ -2n-2+3+2n-3=-2\)

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u 1 – u 0 = 12 – 5 = 7 u 2 – u 1 = 19 – 12 = 7 u 3 – u 2 = 26 – 19 = 7 …etc Cette suite est appelé une suite arithmétique. Dans notre cas, c'est une suite arithmétique de raison 7 et le premier terme est égal à 2. La suite est donc définie par: Définition: Une suite u n est une suite arithmétique s'il existe un nombre r tel que pour tout entier n, on a: u n+1 = u n + r ( r est appelé raison de la suite). Exercice: Démontrer si une suite est arithmétique Nous allons montrer que la différence entre chaque terme et son précédent est constante. Exercice 1: Prenons la suite ( u n) définie par: u n = 5 – 7n. Question: La suite u n,, est-elle arithmétique? Correction: u n+1 – u n = 5 – 7( n + 1) – ( 5 – 7n) u n+1 – u n = 5 – 7n – 7 – 5 + 7n u n+1 – u n = -7 La différence entre un terme et son précédent est constante et égale à -7 Donc, u n est une suite arithmétique de raison -7. Exercice 2: Prenons la suite ( v n) définie par: v n = 2 + n². Question: la suit e v n, est-elle arithmétique? Correction: v n+1 – v n = 2 + ( n + 1)² – ( 2 + n²) v n+1 – v n = 2 + n² + 2n + 1 – 2 – n² v n+1 – v n = 2n + 1 La différence entre un terme et son précédent n'est pas constante.

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– Si r < 0 alors la suite ( u n) est décroissante. Démonstration: u n+1 – u n = u n + r – u n = r – Si r > 0 alors u n+1 – u n > 0 et la suite ( u n) est croissante. – Si r < 0 alors u n+1 – u n < 0 et la suite ( u n) est décroissante. Exemples: u n définie par u n = 12 + 7n est suite arithmétique croissante car la raison est positive et égale à 7. v n définie par v n = 7 – 5n est une suite arithmétique décroissante car la raison est négative et égale à -5. Représentation graphique: On appelle la représentation graphique d' une suite ( u n), l' ensemble des points du plan de coordonnées ( n; u n) Ci-dessous, on a représenté une suite arithmétique de raison -2 et le premier terme u 0 est égal à 5 ( u n = 5 – 2n): On a: u 0 = 5; u 1 = 3; u 2 = 1; u 3 = -1; u 4 = -3; u 5 = -5; u 6 = -7; … La représentation graphique de la suite ( u n) est l' ensemble des points alignés en rouge pour les valeurs de n allant de 0 à 6. Aussi, lorsque la représentation graphique d' une suite est constituée de points alignés, cette suite est dite arithmétique.

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Les suites occupent une place essentielle dans l'enseignement de l'analyse. Par exemple: un couple de lapins, né le premier janvier, donne naissance à un autre couple de lapins, chaque mois, dès qu'il a atteint l'âge de deux mois. Les nouveaux couples suivent la même loi de reproduction. Combien y aura-t-il de couples de lapins le premier janvier de l'année suivante, en supposant qu'aucun couple n'ait disparu entre-temps? Pour résoudre ce problème de la reproduction des lapins, le mathématicien italien Fibonacci introduit dès 1202 la notion de suite. Ainsi, si on note Un le nombre de couples de lapins au cours du mois (avec U 1 = 1), la suite (U n) vérifie la relation de récurrence U n + 2 = U n + 1 + U n. On peut alors exprimer U n en fonction de n et prévoir le nombre de lapins au bout de quelques mois. 1. Suites arithmétiques Une suite est arithmétique quand on passe d'un terme au suivant en ajoutant un même nombre (la raison que l'on note r). D'où la formule de récurrence donnée pour tout entier n: (formule Un+1 en fonction de Un) Le terme général d'une suite arithmétique est: (formule Un en fonction de n).

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