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Suites géométriques

Exercices types : 11ère partie - Exercice 2

15 min
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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 4,7%4,7\% 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 .
Dire que le nombre d’habitants augmente de 4,7%4,7\% par an revient à multiplier{\color{blue}\text{multiplier}} le nombre d'habitants par 1+4,7100=1,0471+\frac{4,7}{100}=1,047 chaque année .
Ainsi :
u1=1,047×u0u_1=1,047\times u_0
u1=1,047×18000u_1=1,047\times 18000
Ainsi :
u1=18u_1=18 846846

En 20232023, selon ce modèle, la population de la ville serait de 1818 846846 habitants.
Question 2

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

Correction
Dire que le nombre d’habitants augmente de 4,7%4,7\% par an revient à multiplier{\color{blue}\text{multiplier}} le nombre d'habitants par 1+4,7100=1,0471+\frac{4,7}{100}=1,047 chaque année .
Chaque terme se déduit du précédent en le multipliant par 1,047 .
La suite (un)\left(u_{n}\right) est donc une suite géométrique. Son premier terme est u0=18u_{0}=18 000000 et sa raison est q=1,047q = 1,047.
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 géométrique. L'expression de unu_{n} en fonction de nn ou encore le terme général de la suite unu_{n} est :
  • un=u0×qnu_{n} =u_{0}\times q^{n} : lorsque le premier terme vaut u0u_{0} .
  • un=u1×qn1u_{n} =u_{1}\times q^{n-1} : lorsque le premier terme vaut u1u_{1} .
  • un=up×qnpu_{n} =u_{p}\times q^{n-p}: formule avec un premier terme upu_{p} quelconque .
  • Dans notre cas, le premier terme ici vaut u0=18u_{0} =18 000000 et q=1,047q=1,047.
    Il en résulte donc que :
    un=18000×(1,047)nu_{n} =18000\times\left(1,047\right)^{n}
    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×(1,047)7u_{7} =18000\times\left(1,047\right)^{7}
    Ainsi :
    u7=25u_{7} =25 826826
    arrondi à l'unité car 18000×(1,047)725825,5718000\times\left(1,047\right)^{7}\approx25825,57 .
    Selon ce modèle, la population en 20292029 serait de 2525 826826 habitants.