Suites Arithmetiques
1. **Énoncé du problème :**
Déterminer les trois premiers termes des suites données et étudier leurs propriétés.
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**Exercice 1 :**
a. La suite est définie pour tout entier naturel $n$ par $u_n = n^2 - n + 2$.
- Calcul des trois premiers termes :
$$u_0 = 0^2 - 0 + 2 = 2$$
$$u_1 = 1^2 - 1 + 2 = 1 - 1 + 2 = 2$$
$$u_2 = 2^2 - 2 + 2 = 4 - 2 + 2 = 4$$
b. La suite est définie par :
$$u_0 = 1$$
$$u_{n+1} = 2u_n + 3$$
Calculons les trois premiers termes :
$$u_0 = 1$$
$$u_1 = 2 imes 1 + 3 = 5$$
$$u_2 = 2 imes 5 + 3 = 13$$
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**Exercice 2 :**
Suite arithmétique avec raison $r$.
a. Avec $u_0 = -10$ et raison $r=4$ :
- Expression générale :
$$u_n = u_0 + nr = -10 + 4n$$
- Calcul de $u_{100}$ :
$$u_{100} = -10 + 4 imes 100 = -10 + 400 = 390$$
b. Avec $u_1 = 7$ et raison $r = -2$ :
- On peut exprimer $u_n$ en fonction de $u_0$ :
$$u_1 = u_0 + r = u_0 - 2 = 7 \\ \Rightarrow u_0 = 9$$
Donc,
$$u_n = u_0 + nr = 9 - 2n$$
- Calcul de $u_{100}$ (au besoin) :
$$u_{100} = 9 - 2 imes 100 = 9 - 200 = -191$$
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**Exercice 3 :**
Donné les points : $(0, 2), (1, 0), (2, -1), (3, -2), (4, -4)$.
a. Trouver $u_0$ et la raison $r$.
- $u_0 = 2$ (coordonnée à $n=0$).
- Calcul de la raison $r$ :
$$r = u_1 - u_0 = 0 - 2 = -2$$
Vérification :
$$u_2 - u_1 = -1 - 0 = -1
eq -2$$
On remarque un désaccord ici, re-vérifions les points :
- $u_1=0$, $u_2=-1$ ce qui donne $-1 - 0 = -1$ différence qui n'est pas égale à $-2$.
- $u_3 - u_2 = -2 - (-1) = -1$.
- $u_4 - u_3 = -4 - (-2) = -2$.
Il semble que la ration n'est pas constante. Mais la consigne dit que c'est une suite arithmétique. On vérifiera le texte : points donnés et contexte indiquent une erreur de lecture ou valeurs. Puisque la consigne dit "suite arithmétique décroissante", supposons que la raison est constante à $r = -1$ (car la différence la plus fréquente est -1).
Vérifions :
- $0 - 2 = -2$ (différent)
Cela suggère que $r = -1$ est plus cohérent pour les points de $n=1$ à $4$, mais le passage de 2 à 0 est $-2$. Donc il y a une discordance, peut-être une erreur dans la transcription.
Hypothèse : $u_0 = 2$, raison $r = -1$.
b. Expression de $u_n$ :
$$u_n = u_0 + nr = 2 - n$$
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**Exercice 4 :**
Suite définie par :
$$u_n = 12 - 3n$$
a. Calcul des termes :
$$u_0 = 12 - 3 imes 0 = 12$$
$$u_1 = 12 - 3 imes 1 = 9$$
$$u_2 = 12 - 3 imes 2 = 6$$
b. Justification et raison :
- La suite est de la forme $u_n = a + bn$ donc arithmétique.
- La raison est $r = u_{n+1} - u_n = (12 - 3(n+1)) - (12 - 3n) = -3$.
c. Sens de variation:
- Puisque $r = -3 < 0$, la suite est décroissante.
d. Trouver le rang $n$ tel que :
$$u_n < -60$$
$$12 - 3n < -60$$
$$-3n < -72$$
$$n > 24$$
Donc à partir de $n=25$ la suite est inférieure à $-60$.
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**Exercice 5 :**
Évolution d'un capital placé à intérêts simples :
- La somme augmente chaque année d'un montant fixe égal à $capitale imes taux$.
- Cela correspond à une suite arithmétique car la différence entre deux termes consécutifs est constante.
Définition du capital :
- Capital initial en 2023 : $u_0 = 4000$ euros
- Taux annuel : 5 % soit 0,05
a. Nature de la suite :
- C'est une suite arithmétique avec :
$$r = 4000 imes 0.05 = 200$$
- Premier terme :
$$u_0 = 4000$$
b. Expression générale :
$$u_n = u_0 + nr = 4000 + 200n$$
c. Somme en 2030 :
- Année 2030 correspond à $n = 2030 - 2023 = 7$
$$u_7 = 4000 + 200 imes 7 = 4000 + 1400 = 5400$$
d. Année où $u_n = 8000$ :
$$8000 = 4000 + 200n$$
$$200n = 4000$$
$$n = 20$$
Année correspondante :
$$2023 + 20 = 2043$$