Hors programme lycée / Suites 39 exercices corrigés

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1. Suites quelconques E.7716 Pour chaque question, déterminer les quatre premiers termes de la suite u n n ∈ N : a u n = n + 1 n + 2 b u n +1 = 2 · u n − 2 ; u 0 = 3 c u n = n 2 + n + 1 d u n +1 = 2 · u n − 2 ; u 0 = 1 e u n = n − 2 n + 1 f u n +1 = u n − 2 u n + 1 ; u 0 = 2 E.4556 On considère la construction d’un château de cartes : Pour tout entier naturel non-nul ( n ∈ N ∗ ) , on note u n le nom-bre de cartes nécessaire à la construction de la n ème étape. Ainsi, on a: u 1 = 2 ; u 2 = : : : ; u 3 = : : : ; u 4 = : : : E.7498 On construit les figures ci-dessous à l’aide de petites baguettes de bois. Pour n un entier strictement positif ( n ∈ N ∗ ) , on note u n le nombre de baguettes nécessaires à la construction lors de l’étape n . On a donc : u 1 = 10 ; u 2 = : : : ; u 3 = : : : ; u 4 = : : : E.7598 On considère la suite u n définie pour tout entier n positif ou nul ( n ∈ N ) par : u 0 = 2 ; u n +1 = u n + n n + 1 Déterminer les quatre premiers termes de la suite u n . E.7492 On considère les suites de nombres ci-dessous : a a 0 =4 ; a 1 =7 ; a 2 =10 ; a 3 =13 ; a 4 =16 . . . b b 0 =1 ; b 1 = − 2 ; b 2 =4 ; b 3 = − 8 ; b 4 =16 . . . c c 0 =1 ; c 1 =3 ; c 2 =5 ; c 3 =7 ; c 4 =9 . . . d d 0 =16 ; d 1 =8 ; d 2 =4 ; d 3 =2 ; d 4 =1 . . . Associer à chacune de ces suites une relation ci-dessous per-mettant de définir la valeur d’un terme soit en fonction de la valeur de son prédécesseur, soit en fonction de la valeur de son rang : 1 u n +1 = u n + 2 2 u n = 4 + 3 · n 3 u n +1 = − 2 · u n 4 u n = 16 × 1 2 n E.4557 1 Voici des exemples de suites de nombres : a ( 2 ; 5 ; 8 ; 11 ; 14 ; : : : ) b ( 2 ; 6 ; 18 ; 54 ; 162 ; : : : ) c ( 6 ; − 6 ; 6 ; − 6 ; 6 ; : : : ) d ( 1 ; 3 ; 7 ; 15 ; 31 ; : : : ) Pour chacune de ces suites des nombres ; trouver la re-lation qui permet d’obtenir une valeur en fonction des valeurs précédentes. 2 Voici d’autres exemples de suites numériques : a ( 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 ; : : : ) b ( 1 ; 6 ; 11 ; 16 ; 21 ; : : : ) c ( 1 ; 2 ; 4 ; 8 ; 16 ; 32 ; : : : ) d ( 1 ; 2 ; 3 ; 2 ; √ 5 ; √ 6 ; : : : ) e 2 ; 3 2 ; 4 3 ; 5 4 ; 6 5 ; : : : Pour chacune de ces suites des nombres trouver la rela-tion qui permet d’obtenir une valeur en fonction de sa position dans la suite. E.4559 On considère les suites définies ci-dessous par la valeur de leur premier terme et d’une relation de récur-rence où l’entier n désigne un entier positif ou nul ( n ∈ N ) : a u 0 = 5 ; u n +1 = u n + 2 b v 0 = 3 ; v n +1 = 2 · v n c w 0 = 2 ; w n +1 = − w n d x 0 = 4 ; x n +1 = 2 · x n − 2 d y 0 = 1 ; y 1 = 1 ; y n +1 = y n + y n − 1 Déterminer les cinq premiers termes de chacune de ces suites. https://chingmath.fr chapExoCorrec/7716 sacados/7716 chapExoCorrec/4556 sacados/4556 1erétape2ièmeétape3ièmeétape chapExoCorrec/7498 sacados/7498 1erétape2eétape3eétape chapExoCorrec/7598 sacados/7598 chapExoCorrec/7492 sacados/7492 chapExoCorrec/4557 sacados/4557 chapExoCorrec/4559 sacados/4559
E.4581 Pour chaque question, est définie une suite où le rang n désigne un entier positif ou nul ( n ∈ N ) . Déterminer les cinq premiers termes de la suite u n : a u n = n + 1 n + 2 b u n +1 = 2 · u n − 2 ; u 0 = 3 c u n = n 2 + n + 1 d u n +1 = 2 · u n − 2 ; u 0 = 1 e u n = n − 2 n + 1 f u n +1 = u n − 2 u n + 1 ; u 0 = 2 E.4604 1 On considère la suite u n dont le terme de rang n , un entier positif ou nul, est donné par la relation: u n = − 7 4 · 1 − ( − 1) n + 3 a Déterminer les cinq premiers termes de cette suite. b Que peut-on dire de la valeur des termes de la suite u n ? 2 On considère la suite v n définie, pour tout rang positif ou nul, par : v n +1 = 1 − v n 1 + v n ; v 0 = 3 a Déterminer les cinq premiers termes de la suite v n . b Que remarque-t-on? E.7539 On considère les deux algorithmes ci-dessous : Algorithme 1 u ← 4 Pour i allant de 1 à 53 u ← u + 3 Fin Pour Algorithme 2 u ← 1 Pour i allant de 1 à 4 u ← 2 × u + 1 Fin Pour Pour chacun des algorithmes, donner la valeur contenue dans la variable u après l’exécution de l’algorithme. E.7591 1 Déterminer les quatre premiers termes de la suite u n définie pour tout entier positif ou nul ( n ∈ N ) : u 0 =3 ; u n +1 =2 · u n − 2 2 Déterminer les quatre premiers termes de la suite v n définie pour tout entier positif ou nul ( n ∈ N ) : v n = n + 1 2 · n + 1 E.7597 On considère la suite u n définie pour tout entier n positif ou nul ( n ∈ N ) par : u 0 = 3 ; u n +1 = 2 · u n + 1 n + 1 Déterminer les quatre premiers termes de la suite u n . E.7592 1 Déterminer les quatre premiers termes de la suite u n définie pour tout entier positif ou nul ( n ∈ N ) : u 0 =4 ; u n +1 =3 − 2 · u n 2 Déterminer les quatre premiers termes de la suite v n définie pour tout entier positif ou nul ( n ∈ N ) : v n = 2 · n − 1 n + 3 E.4558 On considère les suites numériques définies ci-dessous, où leur rang n est un entier positif ou nul ( n ∈ N ) : a u n = 2 n b v n = 3 n − 4 c w n = n 2 + 3 d x n = 2 n Déterminer les cinq premiers termes de chacune de ces suites. 2. Suites quelconques et lecture graphique E.7750 On considère une suite u n définie pour tout entier naturel n positif ou nul ( n ∈ N ) . Dans un repère sont représentés les points de coordonnées ( n ; u n ) pour n compris entre 0 et 50 : 1 Donner les valeurs exactes de u 0 et u 10 . 2 Donner des valeurs approchées de u 5 , u 30 et u 40 . 3 Que peut-on dire des valeurs des termes u n lorsque la valeur de n augmente? https://chingmath.fr chapExoCorrec/4581 sacados/4581 chapExoCorrec/4604 sacados/4604 chapExoCorrec/7539 sacados/7539 chapExoCorrec/7591 sacados/7591 chapExoCorrec/7597 sacados/7597 chapExoCorrec/7592 sacados/7592 chapExoCorrec/4558 sacados/4558 chapExoCorrec/7750 sacados/7750 n01020304050un-2-11234
E.4584 Dans le plan muni d’un repère or-thonormé O ; I ; J , on considère la représentation C f d’une fonction f définie sur l’intervalle [ − 4 ; 4] : On considère les suites ( u n ) n ∈ N et ( v n ) n ∈ N vérifiant les rela-tions : u n +1 = f u n ; v n +1 = f v n vérifiant les conditions initiales suivantes : u 0 = − 1 ; v 0 = − 4 Déterminer les 100 premiers termes de chacune de ces deux suites. E.4583 On considère la fonction f définie sur [ − 4 ; 4] dont la courbe représentative C f est donnée ci-dessous : On considère la suite u n n ∈ N définie par la relation u 0 = 2 et u n +1 = f u n . 1 Montrer que le terme u 1 est égal à − 3 . 2 Justifier les égalités suivantes : a u 2 = − 0 ; 5 b u 3 = 2 ; 5 3 Compléter le tableau suivant : n 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 u n https://chingmath.fr chapExoCorrec/4584 sacados/4584 -4-3-2-1234I-3-2-1234JOCf chapExoCorrec/4583 sacados/4583 -4-3-2-1234I-4-3-2-1234JOCf
E.4610 Dans le plan muni d’un repère O ; I ; J orthonormé, on considère la courbe C f représentative de la fonction f définie par la relation: f ( x ) = − 12 x + 36 x − 24 La droite (Δ) est la première bissectrice du plan. On considère la suite u n n ∈ N définie par récurrence par : u n +1 = f u n ; u 0 = − 2 1 Graphiquement, placer sur l’axe des abscisses les cinq premières valeurs de la suite u n . 2 Déterminer, par le calcul, la valeur des trois premiers termes de la suite u n . E.4609 Dans le plan muni d’un repère O ; I ; J orthonormé, on considère la courbe C f de la fonction f dont l’image d’un nombre x est défini par : f ( x ) = − x + 4 x + 2 La droite (Δ) est la première bissectrice du plan. On considère la suite u n n ∈ N définie par la relation: u n +1 = f u n ; u 0 = 8 1 Sur l’axe des abscisses, présenter les valeurs des six pre-miers termes de la suite. 2 Déterminer, par le calcul, les trois premiers termes de la suite u n . 3. Somme de termes E.7724 1 On considère la suite arithmétique u n de premier terme 4 et de raison 2 3 a Déterminer les trois premiers termes de la suite u n . b Déterminer le rang de la suite u n ayant pour valeur 38 . c Déterminer la somme des termes : S = u 0 + u 1 + · · · + u 99 . 2 On considère la suite géométrique v n de premier terme 4 et de raison 2 3 a Déterminer les trois premiers termes de la suite v n . b Déterminer la somme des termes : S = v 0 + v 1 + · · · + v 15 . E.7798 1 On considère la suite arithmétique u n de premier terme 1 3 et de raison 1 2 a Déterminer les trois premiers termes de la suite u n . b Déterminer le rang du terme u n ayant pour valeur 77 6 . c Déterminer la somme des termes : S = u 0 + u 1 + · · · + u 99 . 2 On considère la suite géométrique v n de premier terme 1 3 et de raison 1 2 a Déterminer les trois premiers termes de la suite v n . b Déterminer la somme des termes : S = v 0 + v 1 + · · · + v 15 . https://chingmath.fr chapExoCorrec/4610 sacados/4610 -2-123456I-1234567JOCf chapExoCorrec/4609 sacados/4609 -12345678I-1234JOCf chapExoCorrec/7724 sacados/7724 Merci Tofeil! 1s2 chapExoCorrec/7798 sacados/7798
E.6547 1 On considère la suite u n n ∈ N arithmétique de premier terme 5 et de raison 3 . Déterminer la valeur de la somme S des 100 premiers termes de cette suite. 2 On considère la suite v n n ∈ N géométrique de premier terme 3 et de raison 1 4 . Déterminer la valeur de la somme S des 100 premiers termes de cette suite. E.2453 1 Soit u n ) n ∈ N une suite arithmétique de premier terme 2 et de raison 3 5 , déterminer la valeur de la somme suiv-ante : S = u 5 + u 6 + · · · + u 21 2 On considère la somme suivante dont les termes sont ceux d’une suite géométrique: S = 16 + 24 + 36 + · · · + 3 10 2 6 Déterminer la valeur de la somme S . E.5172 On considère la suite u n définie par : u 0 = 0 ; u n +1 = − 1 2 · u n + 1 pour tout n ∈ N 1 Déterminer les cinq premiers termes de la suite u n . 2 On considère la suite v n définie par : v n = u n − 2 3 pour tout n ∈ N a Déterminer les quatre premiers termes de la suite v n . b Établir que pour tout entier naturel n , on a: v n +1 = − 1 2 · v n c Donner la nature et les valeurs des éléments caractéris-tiques de la suite v n . 3 a Déterminer la valeur de la somme S définie par : S = v 0 + v 1 + · · · + v 14 b Déterminer la valeur de la somme S définie par : S = u 0 + u 1 + · · · + u 14 4 a Donner l’expression du terme v n en fonction de son rang n . b Donner l’expression du terme u n en fonction de son rang n . E.3017 1 On considère une suite u n n ∈ N arithmétique telle que : u 13 = 7 ; u 20 = 35 2 a En justifiant votre démarche, retrouver les éléments caractéristiques de cette suite. b En déduire la valeur de la somme S définie par : S = u 5 + u 6 + · · · + u 22 2 On considère une suite v n n ∈ N géométrique telle que : v 9 = 5 6 7 4 ; v 16 = 5 13 7 11 a En justifiant votre démarche, retrouver les éléments caractéristiques de cette suite. b En déduire la valeur de la somme S définie par : S = v 5 + v 6 + · · · + v 22 E.7607 1 On considère la suite u n géométrique de premier terme 2 et de raison 3 . Déterminer la somme des 10 premiers termes de la suite u n . 2 On considère la suite v n géométrique de premier terme 5 et de raison 1 2 . Déterminer une expression de la somme S définie par : S = v 0 + v 1 + v 2 + · · · + v 12 Puis, donner la valeur de S arrondie au centième près. E.8471 Les termes de chaque somme sont les termes d’une suite géométrique. Déterminer la valeur de ces deux sommes : 1 S 1 = 1 + 1 2 + 1 4 + 1 8 + · · · + 1 1024 2 S 2 = 2 + 3 + 3 2 + 3 3 4 + 9 8 E.8467 On considère la somme S définie par : S = 5 + 2 − 1 − 4 − · · · − 37 En déduire la valeur de S . E.7663 On considère la somme S définie par : S = 1 + 5 2 + 4 + 11 2 + · · · + 100 On admet que les termes de la somme S sont les premiers termes successifs d’une suite u n arithmétique définie sur N . 1 Donner les éléments caractéristiques de la suite u n et déterminer le rang du terme de la suite ayant 100 pour valeur. 2 En déduire la valeur de la somme S . 4. Cours - ancien programme: Suites E.3291 On suppose connus les résultats suivants : Proposition-définition: (1) deux suites ( u n ) et ( v n ) sont dites adjacentes lorsque : l’une est croissante, l’autre est décroissante et u n − v n tend vers 0 quand n tend vers + ∞ ; (2) si ( u n ) et ( v n ) sont deux suites adjacentes telles que ( u n ) est croissante et ( v n ) est décroissante, alors pour tout n appartenant à N , on a: u n v n ; (3) toute suite croissante et majorée est convergente ; toute suite décroissante et minorée est convergente. https://chingmath.fr chapExoCorrec/6547 sacados/6547 chapExoCorrec/2453 sacados/2453 chapExoCorrec/5172 sacados/5172 chapExoCorrec/3017 sacados/3017 chapExoCorrec/7607 sacados/7607 chapExoCorrec/8471 sacados/8471 chapExoCorrec/8467 sacados/8467 chapExoCorrec/7663 sacados/7663 chapExoCorrec/3291 sacados/3291 Extrait France Juin 2005
Démontrer alors la proposition suivante : ˇ Deux suites adjacentes sont convergentes et elles ont la même limite ı. E.3445 On considère les trois suites u n n ∈ N , v n n ∈ N , w n n ∈ N qui vérifient les conditions suivantes : Les deux suites v n et w n convergent vers un nombre réel ‘ . À partir d’un rang n 0 et pour tout entier n supérieur à n 0 , on a: v n u n w n Montrer que la suite u n est convergente et, plus précisé-ment, qu’on a la limite suivante : lim n ↦→ + ∞ u n = ‘ E.3475 Démontrer à l’aide de la défini- tion et des deux propriétés ci-dessous que si u n et v n sont deux suites adjacentes, alors elles sont convergentes et elles ont la même limite. Définition: Deux suites sont adjacentes lorsque l’une est croissante, l’autre est décroissante et la différence des deux con-verge vers 0 . Propriété 1: Si deux suites u n et v n sont adjacentes avec u n croissante et v n décroissante alors pour tout entier naturel : u n v n . Propriété 2: toute suite croissante et majorée converge; toute suite décroissante et minorée converge. 5. Rappes sur les suites E.6124 On considère la construction d’un château de cartes : Combien de cartes faut-il pour réaliser la 4 ième étape de cette construction? pour la 5 ième étape? E.6144 On considère les constructions suivantes : On note u n la suite numérique définie sur N ∗ où u n représente le nombre d’allumettes nécessaire à la construction de la n ième étape. Parmi les définitions proposées ci-dessous, laquelle permet de définir la suite u n présentée ci-dessus : a u 1 = 4 u n +1 = 4 · u n b u 1 = 4 u n +1 = u n + 4 · n c u 1 = 4 u n +1 = u n + 4 · ( n + 1) d u 1 = 4 u n +1 = 4 · u n + n E.6125 On considère les suites numériques, ci-dessous, définies sur N par récurrence : c’est-à-dire en fonc-tion de leur valeur initiale et d’une relation avec les termes précédents. 1 u 0 =5 ; u n +1 = u n +2 pour tout n ∈ N . 2 v 0 =3 ; v n +1 =2 · v n pour tout n ∈ N . 3 w 0 =2 ; w n +1 = − w n pour tout n ∈ N . 4 x 0 =4 ; x n +1 =2 · x n − 2 pour tout n ∈ N 5 x 0 =1 ; x 1 =1 ; x n +1 = x n + x n − 1 pour tout n ∈ N Déterminer les cinq premiers termes de chacune de ces suites. 6. Exercices non-classés E.4644 On considère la suite u n définie sur N par la relation de récurrence suivante : u 0 = 0 ; u n +1 = u n − 2 n + 11 1 a À l’aide du logiciel de votre choix, tracer le nuage de points associé au 15 premiers termes de cette suite. b Faire une conjecture quant à la nature de la courbe passant par ces points. 2 a Déterminer la fonction f définie par un polynôme du second degré, vérifiant les relations : u 0 = f (0) ; u 1 = f (1) ; u 11 = f (11) b Donner l’expression réduite de l’expression : f ( x +1) − f ( x ) . c Établir l’expression des termes de la suite u n en fonc-tion de leur rang n . https://chingmath.fr chapExoCorrec/3445 sacados/3445 chapExoCorrec/3475 sacados/3475 chapExoCorrec/6124 sacados/6124 1erétape2ièmeétape3ièmeétape chapExoCorrec/6144 sacados/6144 1erétape2ièmeétape3ièmeétape chapExoCorrec/6125 sacados/6125 sacados/4644
E.5105 On considère la suite u n définie par : u 0 = 1 ; u n +1 = − 1 2 · u n + 1 pour tout n ∈ N 1 Déterminer les quatre premiers termes de cette suite. 2 a Établir l’égalité suivante pour tout n ∈ N : u n +2 = 1 4 · u n + 1 2 b Établir l’égalité suivante pour tout n ∈ N : u n +2 = u n + u n +1 2 3 En représentant quatre termes de la suite u n sur une droite graduée, quelle serait, parmi les quatre proposi-tions ci-dessous, l’allure de leur représentation? a b c d E.6635 On considère la fonction f définie sur 0 ; 1 par la relation: f ( x ) = 5 4 − 1 x + 1 1 a Établir les valeurs suivantes : f 1 4 = 9 20 ; f ◦ f 1 4 = 65 116 b Déterminer la valeur de : f ◦ f ◦ f 1 4 Ci-dessous est donnée la courbe représentative C f de la fonc-tion f dans le repère O ; I ; J orthonormé : 2 a Donner les valeurs arrondies au millième près des nombres suivants : u 0 = 1 4 = : : : : : : u 1 = 9 20 ≈ : : : : : : u 2 = 65 116 ≈ : : : : : : u 3 = 441 724 ≈ : : : : : : b Placer les valeurs u 2 et u 3 sur l’axe des abscisses. c Placer les valeurs f ( u 1 ) , f ( u 2 ) et f ( u 3 ) sur l’axe des ordonnées. 3 a Tracer le segment reliant les deux points A 1 ( u 1 ; 0) et B 1 (0 ; f ( u 0 )) . Quelle est la nature du triangle OA 1 B 1 ? b Pour i allant de 1 à 3 , on définit les points : A i ( u i ; 0) et B i 0 ; f u i − 1 De quelles natures sont les triangles OA i B i ? c Placer les nombres u 4 et u 5 sur l’axe des abscisses défi-nis par les relations : f ( u 3 ) = u 4 ; f ( u 4 ) = u 5 4 Génération des termes de la suite : a Saisir et exécuter ce programme dans le langage de programmation de votre choix. x ← 0;25 Pour i allant de 0 à 100 x ← 5 4 − 1 x + 1 Fin Pour En fin d’exécution, quelle est la valeur de la variable x ? b Quelle conjecture peut-on faire sur les termes de cette suite? E.5107 On considère la suite u n n ∈ N définie par : u 0 = 5 ; u n = 1 + 2 n · u n − 1 + 6 n pour n ∈ N ∗ . 1 a Compléter le tableau suivant : n 0 1 2 3 4 5 6 u n b Faire une conjecture sur la nature de la suite d n définie par : d n = u n +1 − u n 2 On considère la suite v n définie par : v n = 4 n 2 + 12 n + 5 pour tout n ∈ N ∗ a Donner l’expression simplifiée de l’expression v n +1 en fonction de n . b Simplifier l’expression de : 1+ 2 n +1 · v n + 6 n +1 . (On utilisera la factorisation : 4 x 3 + 24 x 2 + 41 x + 21 = ( x + 1)(4 x 2 + 20 x + 21) ) c Que peut-on dire des suites u n et v n . https://chingmath.fr chapExoCorrec/5105 sacados/5105 un−1ununun un−1ununun un−1ununun un−1ununun chapExoCorrec/6635 sacados/6635 0,20,40,60,8I0,20,40,60,8JOu0u1f(u0 chapExoCorrec/5107 sacados/5107