🔴  Lives #BAC2024

À partir du 12 mai, révise le bac avec nous sur YouTube tous les soirs à 19h30 ! Découvrir la chaîne →

Suites arithmétiques

Exercices types : 11ère partie - Exercice 1

15 min
30
Une ville compte une population de 3434 000000 habitants en 20222022. On observe depuis que chaque année, la ville perd 500500 habitants.
On note v0v_0 le nombre d’habitants de la ville au 11er janvier 20222022, et vnv_{\red{n}} est le nombre d’habitants au 11er janvier de l’année (2022+n)\left(2022+\red{n}\right).
On a ainsi v0=34v_0 = 34 000000.
Question 1

Montrer que v1=33v_1 = 33 500500 puis calculer v2v_2.

Correction
Une ville compte une population de 3434 000000 habitants en 20072007. On observe depuis que chaque année, la ville perd 500500 habitants.
Comme v0=34v_0 = 34 000000 alors il vient que :
v1=v0500v_1=v_0-500
v1=34000500v_1=34000-500 ainsi
v1=33v_1=33 500500

De même :
v2=v1500v_2=v_1-500
v2=33500500v_2=33500-500 ainsi
v2=33v_2=33 000000
Question 2

Pour tout entier naturel nn, exprimer vn+1v_{n+1} en fonction de vnv_n· En déduire la nature de la suite (vn)\left(v_n\right).

Correction
Chaque terme se déduit du précédent en ajoutant une constante qui correspond à la raison ici r=500{\color{blue}{r=-500}} .
La suite (vn)\left(v_n\right) est donc une suite arithmétique de raison 500−500 et de premier terme v0=34v_0 = 34 000000.
Soit (un)\left(u_{n} \right) une suite arithmétique.
  • L'expression de un+1u_{n+1} en fonction de unu_{n} est donnée par la relation de récurrence : un+1=un+ru_{n+1} =u_{n}+rrr est la raison{\color{blue}\text{raison}} de la suite arithmétique.
  • Ainsi :
    vn+1=vn500v_{n+1} =v_{n}-500

    Question 3

    Déterminer alors vnv_n en fonction de nn.

    Correction
    Soit (un)\left(u_{n} \right) une suite arithmétique. L'expression de unu_{n} en fonction de nn est :
  • un=u0+n×ru_{n} =u_{0} +n\times r : lorsque le premier terme vaut u0u_{0} .
  • un=u1+(n1)×ru_{n} =u_{1} +\left(n-1\right)\times r : lorsque le premier terme vaut u1u_{1} .
  • un=up+(np)×ru_{n} =u_{p} +\left(n-p\right)\times r : formule avec un premier terme upu_{p} quelconque .
  • Dans notre cas, le premier terme ici vaut v0=34v_0 = 34 000000 et la raison r=500r=-500
    Il en résulte donc que : vn=34000+n×(500)v_{n} =34000 +n\times\left(-500\right)
    Autrement dit :
    vn=34000500nv_{n} =34000-500n

    Question 4

    Selon ce modèle, calculer la population de la ville au 11er janvier 20282028 .

    Correction
    vnv_{\red{n}} est le nombre d’habitants au 11er janvier de l’année (2022+n)\left(2022+\red{n}\right).
    2028=2022+62028=2022+\red{6} . Il nous faut donc calculer v6v_{\red{6}}. Il vient alors que :
    v6=34000500×6v_{6} =34000-500\times6
    Ainsi :
    v6=31v_{6} =31 000000
    Question 5

    Selon ce modèle, en quelle année la population sera inférieur à 2525 000000 habitants.

    Correction
    Dans cette situation, nous souhaitons savoir en quelle année la population sera inférieur à 2525 000000 habitants.
    Pour répondre à cette question, il nous faut résoudre une inéquation : vn25000v_n\le 25000
    Il vient alors :
    34000500n2500034000-500n\le 25000
    500n2500034000-500n\le 25000-34000
    500n9000-500n\le -9000
    n9000500n\ge \frac{-9000}{-500}
    Ainsi : n18n\ge 18
    Or vnv_{\red{n}} est le nombre d’habitants au 11er janvier de l’année (2022+n)\left(2022+\red{n}\right).
    D'où 2022+18=20402022+\red{18}=2040 .
    Selon ce modèle, la population sera inférieur à 2525 000000 habitants au 11er janvier 20402040 .