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Suites arithmétiques

Mise en situation sous formes de petits problèmes - Exercice 1

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On s’intéresse à la population d’une ville .
En 20222022, la population de la ville était de 1818 000000 habitants.
Pour tout entier naturel nn, on note unu_{\red{n}} le nombre d’habitants pour l’année 2022+n2022+\red{n}. On a ainsi u0=18u_0 = 18 000000.
On suppose que le nombre d’habitants augmente de 11 000000 habitants par an dans les 2020 prochaines années.
Question 1

Que représente u1u_1? Calculer u1u_1 .

Correction
Pour tout entier naturel nn, on note unu_{\red{n}} le nombre d’habitants pour l’année 2022+n2022+\red{n}.
Il en résulte que u1u_{\red{1}} le nombre d’habitants pour l’année 2022+12022+\red{1} c'est à dire en 20232023 .
On admet que le nombre d’habitants augmente de 11 000000 habitants par an .
Ainsi :
u1=u0+1000u_1= u_0+1000
u1=18000+1000u_1=18000+1000
Ainsi :
u1=19u_1=19 000000

En 20232023, selon ce modèle, la population de la ville serait de 1919 000000 habitants.
Question 2

Quelle est la nature de la suite (un)\left(u_n\right)? Justifier .

Correction
Chaque terme se déduit du précédent en ajoutant une constante qui correspond à la raison ici r=1000{\color{blue}{r=1000}} .
La suite (un)\left(u_n\right) est donc une suite arithmétique de raison 10001000 et de premier terme u0=18u_0 = 18 000000.
Question 3

Exprimer unu_{n} en fonction de nn.
Donner le terme général de la suite (un)\left(u_{n} \right) .
Ces deux phrases signifient la même chose .

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 u0=10u_0 = 10 000000 et la raison r=1000r=1000
    Il en résulte donc que : un=18000+n×1000u_{n} =18000 +n\times1000
    Autrement dit :
    un=18000+1000nu_{n} =18000+1000n

    Question 4

    Selon ce modèle, quelle devrait être la population en 20292029 ?

    Correction
    unu_{\red{n}} le nombre d’habitants pour l’année 2022+n2022+\red{n}
    2029=2022+72029=2022+\red{7} . Il nous faut donc calculer u7u_{\red{7}}. Il vient alors que :
    u7=18000+1000×7u_{7} =18000+1000\times7
    Ainsi :
    u7=25u_{7} =25 000000

    Selon ce modèle, la population en 20292029 serait de 2525 000000 habitants.