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Chapitre 3Suites numériques

L'essentiel en 30 secondes

Une suite c'est une fonction de N dans R. Les deux types fondamentaux : arithmétique (on ajoute toujours la même chose) et géométrique (on multiplie toujours par la même chose). Tu dois savoir calculer le terme général et la somme des termes. Pour les variations, compare uₙ₊_1 et unuₙ ou étudie le signe de uₙ₊_1 - uₙ.

Notions clés

Suite arithmétique
Suite telle que uₙ₊_1 = uₙ + r pour tout nn, où rr est la raison. On ajoute raˋr à chaque étape.
Suite géométrique
Suite telle que uₙ₊_1 = q \times uₙ pour tout nn, où qq est la raison. On multiplie par qaˋq à chaque étape.
Suite croissante / décroissante
Croissante si uₙ₊_1 \geq uₙ pour tout nn. Décroissante si uₙ₊_1 \leq uₙ pour tout nn.
Suite majorée / minorée / bornée
Majorée s'il existe MM tel que unMuₙ \leq M pour tout nn. Minorée s'il existe mm tel que unmuₙ \geq m. Bornée si les deux.
Définition explicite vs par récurrence
Explicite : un=f(n)uₙ = f(n). Par récurrence : uₙ₊_1 = f(uₙ) avec u0u_0 donné.

Formules

Terme général arithmétique

un=u0+nru_n = u_0 + n \, r

Condition : Ou u_n = u_p + (n-p)\,r

Terme général géométrique

un=u0×qnu_n = u_0 \times q^n

Condition : Ou u_n = u_p \times q^{n-p}

Somme arithmétique

S=nombre de termes×premier+dernier2S = \text{nombre de termes} \times \frac{\text{premier} + \text{dernier}}{2}

Somme des n premiers entiers

1+2++n=n(n+1)21 + 2 + \cdots + n = \frac{n(n+1)}{2}

Somme géométrique

u0+u1++un=u0×1qn+11qu_0 + u_1 + \cdots + u_n = u_0 \times \frac{1 - q^{n+1}}{1 - q}

Condition : q \neq 1

Somme 1 + q + q² + … + qⁿ

1qn+11q\frac{1 - q^{n+1}}{1 - q}

Condition : q \neq 1

A retenir

  • Pour la somme géométrique, l'exposant est le nombre de termes (n+1(n+1 si on part de u0u_0 jusqu'à un)uₙ), pas le dernier indice.
  • Pour montrer qu'une suite est arithmétique, calcule uₙ₊_1 - uₙ et montre que c'est constant. Pour géométrique, calcule uₙ₊_1/uₙ.
  • Méthode pour les variations : calcule uₙ₊_1 - uₙ et étudie son signe.

Erreurs classiques

Erreur : Dans la somme géométrique, mettre nn en exposant au lieu de n+1n+1 (oubli qu'il yan+1y a n+1 termes de u0aˋun)u_0 à uₙ).

Correction : Compte les termes : de u0aˋunu_0 à uₙ, il yan+1y a n+1 termes. L'exposant dans la formule est le nombre de termes.

Erreur : Confondre le rang et la valeur : écrire «u3=3»« u_3 = 3 » alors qu'on veut dire «« le 3e3e terme »».

Correction : u3u_3 est le terme de rang 33. Sa valeur dépend de u0u_0 et de la raison. Toujours revenir aˋà la formule.

Erreur : Oublier de vérifier q1q \neq 1 avant d'appliquer la formule de somme géométrique.

Correction : Si q=1q = 1, la somme est simplement (n+1)×u0.Eˊcrisle(n+1) \times u_0. Écris-le dans ta copie.

Astuce méthode

Pour les sommes, commence TOUJOURS par identifier le premier terme, le dernier terme, et le nombre de termes. Écris-les avant d'appliquer la formule.