Les suites numériques: les suites arithmétiques (Programme 2020) .

Auteur: Daniel GENELLE                              (Optimisé pour Mozilla Firefox.)  

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Sommaire

I) Les suites numériques :
II) Représentation graphique d’une suite numérique :
III) Variations d’une suite :
IV) Les suites arithmétiques :
1) Définition :
2) Notation :
3) Exemple :
4) Calcul d’un terme d’une suite arithmétique connaissant le premier terme :
5) Exercices :
6) Représentation graphique d’une suite arithmétique :
7) Calculer la somme des termes d’une suite arithmétique :
V) Utilisation du tableur pour résoudre un problème avec des suites :

Avant de commencer, regarde la vidéo de la série www.jaicompris.com.
Vidéo : Les ensembles de nombres : ( 14 min 10 )

I) Les suites numériques :

Répondre aux questions:               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Quel est le nombre qui suit logiquement 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 ; ;

Quel est le nombre qui suit logiquement 2 ; -2 ; 2 ; -2 ; 2 ; ;

Quel est le nombre qui suit logiquement 1 ; -2 ; 3 ; -4 ; 5 ; ;

Soit f la fonction définie pour tout réel x par f(x) = 2x2 + 1. On pose U0 = f(0), U1 = f(1), … Un = f(n). Compléter le tableau :

  U0     U1     U2     U3     U4     U5     U6  
  1  


f(0), f(1), …, f(6) définit une suite numérique dont les termes sont numérotés U0, U1, … Un. (n ∈ ℕ, cela signifie que n est un entier naturel, il ne peut prendre que les valeurs entières 0, 1, 2, ………)
U0 est le terme de rang   0  .
U1 est le terme de rang   1  .
......
Un est le terme de rang   n  . (On prononce « Un » ou « U indice n », on utilise la lettre n comme naturel.).
Un-1 est le terme qui précède Un.
Un+1 est le terme qui suit Un.

Une suite numérique est définie :
- Soit à l’aide d’une formule générale : un = f(n), où f est une fonction définie sur un ensemble de nombres entiers n. (Ex : un = 5 – 2n)
- Soit à l’aide d’une relation de récurrence qui exprime le premier terme de la suite u1 et le terme un+1 en fonction de un. (Ex : u1 = 2 et un+1 = 3un + 0,5)

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de la série m@ths et ticques.
Vidéo : Calculer les premiers termes d'une suite : ( 7 min 51 )

Exercices: Faire les deux exercices.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Exercice : Soit la suite un = 5 – 2n. Calculer le terme de rang 10, puis le terme qui le précède et enfin celui qui le suit.
u10 = .

Le terme qui le précède est u = .
Le terme qui le suit est u = .

Exercice : Soit la suite numérique vn définie pour tout entier positif par v1 = 3 et tel que vn+1 = 2vn + 0,5. Calculer v2 et v3.

v2 = 2v + = .
v3 = 2v + = .

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II) Représentation graphique d’une suite numérique :

Une suite est représentée, dans le plan rapporté à un repère, par des points de coordonnées (n ; Un).

Exemple : Soit une suite Un, tel que U1 = 0,5 et Un+1 = -2Un + 1.
Le terme initial est U1 = 0,5. Il est représenté graphiquement par le point A(1 ; 0,5).

Compléter les expressions.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

Le terme initial est U1 = 0,5. Il est représenté graphiquement par le point A(1 ; 0,5).

U2 = . Il est représenté graphiquement par le point B( ; ).
U3 = . Il est représenté graphiquement par le point C( ; ).
U4 = . Il est représenté graphiquement par le point D( ; ).

Reporter les points dans le repère suivant. Déterminer les valeurs de U5 et U6, reportez les dans le même repère.

U5 = . Il est représenté graphiquement par le point E( ; ).
U6 = . Il est représenté graphiquement par le point F( ; ).

Pour placer les points, cliquer sur le point et sans lâcher le clic, le déplacer. Pour corriger le graphique cliquer sur correction en desous de celui-ci...




Attention, on ne relie pas les points car n ∈ ℕ.

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de la série m@ths et ticques.
Vidéo : Représenter graphiquement une suite : ( 5 min 22 )

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III) Variations d’une suite :

La suite un est croissante signifie que pour tout entier n, on a un+1 ≥ un.

La suite un est décroissante signifie que pour tout entier n, on a un+1 ≤ un.

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de la série m@ths et ticques.
Vidéo : Déterminer la variation d’une suite : ( 7 min 07 )

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IV) Les suites arithmétiques :

1) Définition :

Une suite arithmétique est une suite de nombres, chacun d’eux s’obtient en ajoutant au précédent un nombre constant appelé raison.

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2) Notation :

Dans une suite les termes sont notés u1, u2, u3, …… un .

u1 est le premier terme.
un est le terme de rang   n  , un = u(n-1) + r.
La raison est notée   r   .

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3) Exemple :

Les nombres 1 ; 3 ; 5 ; 7 ; 9 sont les 5 premiers termes d’une suite arithmétique :

- de premier terme u1 =   1  
- de raison r =   2  .
On calcule le sixième terme en ajoutant r au cinquième.
u6 = u5 + r = 9 + 2 = 11 u6 =   11  

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4) Calcul d’un terme d’une suite arithmétique connaissant le premier terme :

  Si le premier terme est u1     Si le premier terme est u0  
u2 = u1 + r
u3 = u2 + r = u1 + r + r = u1 + 2r
u4 = u3 + r = u2 + r + r = u1 + r + r + r = u1 + 3r



u7 = u1 +   6  r
u1 = u0 + r
u2 = u1 + r = u0 + r + r = u0 + 2r
u3 = u2 + r = u1 + r + r = u0 + r + r + r = u0 + 3r



u7 = u0 +   7  r


Observer à chaque fois le nombre qui multiplie r et comparer le à l'indice du terme recherché.

Plus généralement :

un = u1 + (n - 1)r (Attention le premier terme est u1.)

un = u0 + nr (Attention le premier terme est u0.)

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de la série m@ths et ticques.
Vidéo : Déterminer l’expression générale d’une suite arithmétique : ( 6 min 09 )

Conseil: regarde la vidéo ci-dessous de la série m@ths et ticques.
Vidéo : Démontrer qu’une suite est arithmétique : ( 4 min 22 )

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5) Exercices :

Exercice N°1 : Donner les 4 premiers termes de la suite arithmétique de premier terme u1 = 2,5 et de raison r = 1,2. Attention on ne complètera que les termes nécessaires...
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

u1 = .

u2 = .

u3 = .

u4 = .

u5 = .

u6 = .

Exercice N°2 : Une suite arithmétique de raison r = 4,1 est telle que u5 = -2. Calculer u6, u7, u8.
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

u6 = .

u7 = .

u8 = .

Exercice N°3 : Calculer les quinzième, vingt-troisième et quarante-deuxième termes de la suite arithmétique de premier terme u1 = 2 et de raison r = - 2,6. (Rappel: un = u1 + (n - 1)r)
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

u15 = u + r = .

u23 = u + r = .

u42 = u + r = .

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6) Représentation graphique d’une suite arithmétique :

La représentation graphique d’une suite arithmétique est une série de points alignés sur une droite de coefficient directeur r et d’ordonnée à l’origine u0.

Exemple : En 2005, un institut de formation a recruté 35 élèves. Depuis, le nombre d’élèves recrutés augmente de 15 par an. On note u0 le nombre d’élèves recrutés en 2005, u1 le nombre d’élèves recrutés en 2006, u2 le nombre d’élèves recrutés en 2007, etc…

Écrire chaque terme u1, u2… jusque u5. Représenter les sur le graphique suivant.               Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

u0 = .

u1 = .

u2 = .

u3 = .

u4 = .

u5 = .

Pour placer les points, cliquer sur le point et sans lâcher le clic, le déplacer. Pour corriger le graphique cliquer sur correction en desous de celui-ci...




Variation d’une suite arithmétique :

Une suite arithmétique est croissante si r > 0.
Une suite arithmétique est décroissante si r < 0.

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7) Calculer la somme des termes d’une suite arithmétique :

Pour calculer la somme des termes d’une suite arithmétique, on utilise la formule :

S =
 nombre de termes x (premier terme + dernier terme)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2
.


Exercice :Soit une suite arithmétique de premier terme u1 = 3,2 et de raison r = 4,5. Calculer u20 puis S20. (Compléter les formules avec les nombres dans l'ordre d'apparition des termes...)
              Les erreurs sont mises en évidence par la couleur rouge donnée à celles-ci...

u20 = u1 + (n - 1)r = + () x = .

S20 =
  ( + )
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
= .

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V) Utilisation du tableur pour résoudre un problème avec des suites :

Aide pour le tableur : Tableur.JPG

La référence absolue et la référence relative :

Observons les deux calculs suivants :

Tableur_1.JPG
Tableur_2.JPG


Aide pour le tableur : Tableur.JPG

La formule =SI(Test_logique;Valeur_si_vrai;Valeur_si_faux) :

Lorsque l’on utilise une condition, on utilise la formule précédente. Ce qui avec Excel nous donne :

Tableur_3.JPG


Par exemple: =SI(A1>0;”OK”;””) signifie que si le contenu de la cellule A1 est positif, on écrit OK, sinon, on laisse la cellule vide. Dans notre exemple, cette requète est déjà identifiée comme étant fausse. (Remarque : un texte est toujours écrit entre guillemets…)

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