Fiche(1) Suites arithmétiques et géométriques. Exercice 1. Exercice 2. Exercice 3. Exercice 4. Exercice 5. Exercice 6. Exercice 7.

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1 Soit la suite arithmétique définie par et. Calculer et. Fiche(1) Exercice 2 Soit la suite arithmétique définie par et. Calculer et. Exercice 3 Soit la suite arithmétique définie par et. Calculer et. Exercice 4 Soit la suite arithmétique définie par et. Calculer et. Exercice 5 Calculer la somme suivante : S = Exercice 6 Calculer la somme suivante : Exercice 7 ( ) est une suite arithmétique de raison telle que. 1) Calculer puis. 2) Calculer la somme des 10 premiers termes de la suite ( ). Exercice 8 ( ) est une suite arithmétique telle que et. 1) Déterminer la raison et le premier terme de cette suite. 2) Donner le sens de variation de la suite. Justifier votre réponse. 3) Donner son terme général. 4) Calculer. Exercice 9 Une usine d objets en résine fabrique des boîtiers de portable. La machine fonctionne 7 jours sur 7 durant le mois de juin. La production est de boîtiers le 31 mai. A partir du 1er juin, la production augmente de 50 boitiers par jour. Pour un client, on stocke la production du 11 juin au 24 juin inclus. On nomme la production le jour du mois de juin. 1) Etablir la formule donnant en fonction de et calculer la production du 24 juin. 2) Calculer le nombre de boîtiers stockés pour le client. 3) On vend chaque boîtier 1,40 pièce, prix TTC. Calculer le montant de la facture TTC pour le client. 0 Un individu loue 300 par mois un studio à partir du 1 er janvier 2010, en s engageant à l occuper pendant 9 années consécutives. Deux formules de bail lui sont proposées : - Le contrat A précise une augmentation annuelle chaque 1 er janvier de 5% du loyer de l année précédente. - Le contrat B mentionne une augmentation semestrielle forfaitaire de 105. Quel contrat avantage le locataire?

2 ( ) est une suite géométrique de raison. 1) On sait que et. Calculer,,. 2) On sait que et. Calculer,,. 3) On sait que et. Calculer,,. Fiche(2) Exercice 2 ( ) est une suite géométrique de premier terme 5 et de raison 3. 1) Donner la relation de récurrence. 2) Exprimer en fonction de. 3) Donner le sens de variation de la suite. Justifier votre réponse. 4) Calculer. Exercice 3 Soit la suite ( ) géométrique de raison 3 et de premier terme 5. 1) Calculer et. 2) Déterminer le terme général de la suite ( ). 3) Calculer. 4) Calculer la somme. Exercice 4 Monsieur Raymond achète une grosse cylindrée à Madame Viviane achète une berline à Chaque semestre, ces véhicules perdent de leur valeur : 15% pour la grosse cylindrée ; 10% pour la berline. Au bout de combien de semestres la berline de madame Viviane aura-t-elle plus de valeur que la grosse cylindrée de monsieur Raymond? Justifier votre réponse. Exercice 5 On appelle rémunération d un capital les intérêts produits par le capital une fois placé. Le montant de cette rémunération dépend de la durée du placement, du montant du capital ainsi que de la catégorie des intérêts. Ceux-ci sont dits «simples» lorsqu ils sont proportionnels à la durée du placement. Ils sont dits «composés» lorsqu à la fin de chaque période (année, semestre, mois...) les intérêts produits sont ajoutés au capital. Ils produisent alors euxmêmes des intérêts au cours des périodes suivantes. 1) Intérêts simples Antoine dispose de 3500 qu il place à intérêts simples au taux annuel de 6%. On note C 0 le capital de départ et C n la somme dont disposera Antoine au bout de n années de placement. a. Calculer C 1 et C 2. b. Exprimer C n+1 en fonction de C n. Quelle est la nature de la suite (C n )? c. En déduire l expression de C n en fonction de n. d. De quelle somme disposera-t-il s il laisse son argent placé pendant 10 ans? 2) Intérêts composés Armand dispose de 3500 qu il place à intérêts composés au taux annuel de 5%. On note K 0 le capital de départ et K n la somme dont disposera Armand au bout de n années de placement. a. Calculer K 1 et K 2. b. Exprimer K n+1 en fonction de K n. Quelle est la nature de la suite (K n )? c. En déduire l expression de K n en fonction de n. d. De quelle somme disposera-t-il s il laisse son argent placé pendant 10 ans? 3) Comparer les deux placements.

3 SESSION JUIN 2005 France METROPOLITAINE Au 1 er janvier 2005, une ville en pleine expansion avait une population de habitants Un bureau d étude fait l hypothèse qu à partir du 1 er janvier 2005 : le nombre d habitants de la ville augmente chaque année de 5% du fait des naissances et des décès. du fait des mouvements migratoires, personnes supplémentaires viennent s installer chaque année dans cette ville. Partie A : étude théorique Pour tout entier naturel, on note u n le nombre d habitants de cette ville au 1 er janvier de l année 2005+n. Ainsi,. 1. Calculer et. 2. Justifier que, pour tout entier naturel,. 3. Pour tout entier naturel, on pose. (a) Calculer. (b) Montrer que est une suite géométrique dont on précisera le premier terme et la raison. (c) Exprimer en fonction de. En déduire que. (d) Calculer la limite de la suite. Fiche(3) Partie B Le but de cette partie est de prévoir l évolution de la population jusqu en 2020, en utilisant le modèle théorique étudié à la partie A. 1. Quel sera le nombre d habitants de la ville au 1 er janvier 2020? 2. À partir de quelle année la population de cette ville dépassera-t-elle habitants?

4 Fiche(4) En 1990, un pays avait une population de 50 millions d habitants. Par accroissement naturel, sa population augmente de 1,5 % par an. Par ailleurs, on constate une augmentation supplémentaire de habitants par an, due à l immigration. L unité est le million d habitants. On note le nombre d habitants en 1990 (exprimé en millions d habitants), et le nombre d habitants en ( ). 1) a) Calculer et. b) Exprimer en fonction de. 2) On se propose de prévoir directement la population en 2010 si le modèle d évolution se poursuit de la même façon. Pour cela, on considère la suite ( ), définie sur, par. a) Calculer, et. b) Démontrer que la suite ( ) est une suite géométrique dont on déterminera la raison. c) Exprimer puis en fonction de n. En déduire alors la population de ce pays en On donnera le résultat arrondi au million d habitants. 3) Au bout de combien d année la population aura-t-elle doublée? Exercice n 2 Un couple dépose au 1 er janvier de l an 2000, une somme de 5000 euros sur un compte rémunéré au taux annuel de 6%. Par la suite ce couple possède une capacité d épargne de 3000 euros, épargne versée tous les 1 er janvier sur le compte précédent. Les intérêts sont capitalisés au 31 décembre de chaque année. On note la somme dont le couple dispose au 1 er janvier de l année ( ). 1) Calculer les valeurs de, et. 2) Montrer que l expression de en fonction de est donnée par la relation : ) On pose. a) Montrer que ( ) est une suite géométrique dont on donnera le premier terme et la raison. b) Exprimer puis en fonction de. 4) En quel année, le capital aura-t-il dépassé les euros pour la première fois? Exercice n 3 Monsieur X a placé le 31 décembre 2004 sur un livret bancaire, à intérêts composés annuel de 4,5 % (ce qui signifie que, chaque année, les intérêts sont ajoutés au capital et produisent à leur tour des intérêts). A partir de l année suivante, il prévoit de placer, chaque 31 décembre, 900 supplémentaires sur ce livret. On désigne par le capital, exprimé en euros, disponible le 1 er janvier de l année ( ), où est un entier naturel. Ainsi, on a :. 1) a) Calculer le capital disponible le 1 er janvier b) Justifier l égalité. 2) Pour tout entier, on pose :. a) Démontrer que ( ) est une suite géométrique dont on déterminera la raison et le premier terme. b) Exprimer en fonction de. c) En déduire que pour tout entier naturel n, on a :. d) Calculer le capital disponible le 1 er janvier 2010 (on arrondira le résultat à l euro près). 3) En quelle année, le capital de Monsieur X dépassera-t-il ?

5 Double récurrence Fiche(5) On considère la suite définie par { On pose 1. Montrer que ( ) est une suite géométrique. 2. Exprimer en fonction de. 3. Démontrer que pour tout entier, 4. En déduire une expression de en fonction de. Exercice 2 Antilles Guyane juin 2005 Dans une zone de marais on s intéresse à la population des libellules. On note la population initiale et la population au bout de n années. Des études ont permis de modéliser l évolution de par la relation : (R) Pour tout entier naturel on a :. On suppose que et. On définit l accroissement de la population pendant la nième année par la différence. 1. Calculer l accroissement de la population pendant la première année, la deuxième année, la troisième année, puis en déduire et. 2. On considère les suites ( ) et ( ) définies pour tout entier naturel n par : et. a. Prouver que la suite ( ) est géométrique. Préciser sa raison et son premier terme. Exprimer en fonction de. b. En utilisant la relation (R), calculer. En déduire que, pour tout, on a :. Calculer. c. Démontrer que, pour tout entier naturel n, on a. En déduire une expression de en fonction de. d. Montrer que la suite ( ) converge et calculer sa limite. Que peut-on en déduire en ce qui concerne l évolution de cette population au bout d un nombre d années suffisamment grand?

6 Sujet de bac Fiche(6) Antilles-Guyane juin 2007 (5 points) Dans un pays, un organisme étudie l évolution de la population. Compte tenu des naissances et des décès, on a constaté que la population a un taux d accroissement naturel et annuel de 14 pour mille. De plus, chaque année, personnes arrivent dans ce pays et personnes le quittent. En 2005, la population de ce pays était de 75 millions d habitants. On suppose que l évolution ultérieure obéit au modèle ci-dessus. On note P n la population de l année 2005+n exprimée en milliers d habitants. 1. Déterminer P 0, P 1 et P 2. La suite de terme général P n est-elle arithmétique? géométrique? Justifier la réponse. 2. Expliquer pourquoi on obtient, pour tout entier naturel n, P n+1 = 1,014P n Démontrer que la suite (Un) définie par U n = P n +500 pour tout entier naturel n est une suite géométrique. Déterminer sa raison et son premier terme. 4. Exprimer U n puis P n en fonction de n. 5. a. Combien d habitants peut-on prévoir en 2010? b. Au bout de combien d années la population aura-t-elle doublé par rapport à l année 2005? Exercice 2 Centres étrangers juin 2008 (5 points) Dans un village, l association de gymnastique volontaire possédait 50 adhérents en Depuis cette date, la trésorière a remarqué que chaque année elle reçoit 18 nouvelles adhésions et que 85 % des anciens inscrits renouvellent leur adhésion. On note a n le nombre d adhérents pour l année 2000+n ; on a donc a 0 = 50 et a n+1 = 0,85a n +18 pour tout entier naturel n. 1. Soit la suite (u n ) définie par u n = a n 120 pour tout n 0. a. Montrer que la suite (u n ) est une suite géométrique dont on précisera la raison et le premier terme. b. Démontrer que, pour tout entier naturel n, a n = ,85 n. c. Déterminer la limite de la suite (a n ) quand n tend vers l infini. Interpréter ce résultat. 2. Chaque semaine, 60 % des adhérents s inscrivent pour une heure de gymnastique et 40 % pour deux heures de gymnastique. a. Exprimer en fonction de n le nombre d heures de gymnastique à prévoir par semaine pour l an 2000+n. b. Une séance de gymnastique dure une heure et est limitée à 20 personnes. On veut déterminer à partir de quelle année l association devra prévoir plus de 8 séances par semaine. Démontrer qu alors n doit vérifier l inéquation 98 0,85 n < 8. Résoudre cette inéquation et conclure. Dans cette question, toute trace de recherche, même incomplète, ou d initiative même non fructueuse sera prise en compte dans l évaluation. Exercice 3 Amérique du sud novembre 2009 (5 points) Soit la suite (u n ) définie par u 0 = 1 et pour tout entier naturel n par. 1. Calculer u 1, u 2 et u Le plan est rapporté à un repère orthonormal (O,, ) (unités graphiques : 2 cm). Soit f la fonction définie sur l intervalle [0 ; + [ par. a. Tracer la représentation graphique d de la fonction f ainsi que la droite d équation y = x. b. En utilisant d et, construire u 1, u 2 et u 3. c. Conjecturer lim u n à l aide de la construction, que l on peut imaginer, d un grand nombre de termes de la suite (un). 3. On considère la suite (v n ) définie pour tout entier naturel n par v n = u n 4. a. Montrer que la suite (v n ) est une suite géométrique dont on précisera la raison et le premier terme. b. Exprimer v n en fonction de n et en déduire que ( ). c. Quelle est la limite de la suite (u n )?

7 Exercices différents Une entreprise dispose d'un capital initial de euros qu'elle place à intérêts composés en début d'année, le 2 janvier 2003, au taux annuel de 3,5%. Elle envisage, dans le même temps, un emprunt pour réaliser un investissement en matériel ; cet emprunt sera remboursable par des annuités payables d'avance en augmentant chaque année de 5% à partir de l'année suivante, au 2 janvier La première annuité est de euros ; elle est prise dans le capital disponible le 2 janvier Soit le capital disponible le 2 janvier, après paiement de l'annuité de l'année à venir. 1. Calculer et 2. a) Exprimer en fonction de et b) Exprimer en fonction de et. c) En déduire la relation de récurrence R : 3. a) Résoudre l'équation du second degré :. Soit et les solutions. b) On admet que les suites qui vérifient la relation de récurrence R sont de la forme. Déterminer les réels x et y pour que la suite ( ) vérifie les conditions initiales et. c) En déduire la forme explicite de la suite ( ). 4. À l'aide de la calculatrice, prévoir la durée maximale de l'emprunt afin qu'il reste couvert par le capital placé. Exercice 2 Fiche(7) Une usine Alec désire diminuer sa production de matières polluantes. Cette production augmente tous les mois de 30%, mais le système mis en place permet une diminution équivalente à 40% des polluants émis deux mois avant. On note la masse de matières polluantes n mois après le début de la mise en place du système. Au départ, les matières polluantes sont de 300kg, puis de 180kg le mois suivant. Soit et. 1) a) Calculer, et. La production de polluant diminue-t-elle? b) Etablir la relation de récurrence pour tout entier naturel n. 2) On se propose de trouver la formule explicite de la suite ( ). Soit les suites géométriques ( ) et ( ) définies par et.. a) Montrer que ces deux suites vérifient la relation de récurrence. Vérifient-elles les conditions initiales? b) Déterminer les réels x et y tels que la suite ( ) définie par vérifient les conditions initiales. c) Montre que la suite ( ) vérifie la relation de récurrence. On admet que cette suite ainsi trouvée est la seule formule explicite possible de la suite ( ). 3) Déterminer la limite des suites ( ) et ( ). En déduire la limite de la suite ( ) et donc de ( ). Le système mis en place va-t-il permettre à long terme de diminuer la production de polluant? En utilisant la calculatrice, trouver au bout de combien de mois après la mise en place du système la masse polluante devient inférieure à 10kg. Pour aller plus loin Dans une autre usine Bola, la production augmente de 10% par mois, mais le système permet une diminution équivalente à 30% de la production de polluant deux mois avant. Avant l installation du système, la production de polluant est kg et, le mois suivant, après un mois de traitement, kg. a) Calculer et. Etablir la relation de récurrence R entre trois termes consécutifs. b) Si une suite géométrique définie par vérifie la relation de récurrence, montrer que sa raison q est solution de l équation du second degré. c) Résoudre cette équation ; soit et les deux solutions. d) On admet que les suites solutions de la relation de récurrence R sont toutes de la forme : Déterminer les réels x et y afin que la suite solution ( ) vérifie les conditions initiales : et e) Donner alors la masse de polluant au bout de 5 mois d utilisation du système. f) Etudier la convergence de cette suite.

8 Lien avec le calcul matriciel On revient à l usine Alec. On considère la suite ( ) définie par et. a) Etablir que la relation de récurrence peut s écrire sous forme matricielle : ( ) ( ) ( ) b) Soit ( ). Montrer que ( ) ( ). Calculer alors à la calculatrice la production de polluant au bout de 10 mois d utilisation.