Représentation graphique d'une suite géométrique - Exercice 1

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La suite (un)\left(u_{n}\right) est une suite géométrique à termes strictement positifs. Ses premiers termes sont représentés ci-dessous : le point d'abscisse nn a pour ordonnée unu_{n}.
Question 1

Lire les valeurs de u0u_{0}, u1u_{1} et u2u_{2}.

Correction
On lit l'ordonnée de chacun des trois premiers points (abscisses 00, 11 et 22) :
u0=3u_{0}=3
;
u1=6u_{1}=6
;
u2=12u_{2}=12

Question 2

En déduire la raison qq de la suite. Vérifier le résultat avec u2u_{2}.

Correction
Soit (un)\left(u_{n}\right) une suite géométrique de raison qq. Pour tous entiers naturels nn et pp : un=up×qn−pu_{n}=u_{p}\times q^{n-p}.
  • Avec deux termes consécutifs : q=un+1unq=\frac{u_{n+1}}{u_{n}}.
  • Pour aller du rang pp au rang nn, on multiplie n−pn-p fois par qq : par exemple u4=u2×q2u_{4}=u_{2}\times q^{2}.
Avec deux termes consécutifs : q=u1u0=63=2q=\frac{u_{1}}{u_{0}}=\frac{6}{3}=2.
Vérification : u1×q=6×2=12u_{1}\times q=6\times2=12 : on retrouve bien u2u_{2}.
q=2q=2
Chaque terme se déduit du précédent en le multipliant par 2.
Question 3

Exprimer unu_{n} en fonction de nn, puis calculer u8u_{8}, qui n'apparaît pas sur le graphique.

Correction
Soit (un)\left(u_{n}\right) une suite géométrique de raison qq, à termes strictement positifs :
  • pour tout entier naturel nn : un+1=un×qu_{n+1}=u_{n}\times q (relation de récurrence) ;
  • pour tout entier naturel nn : un=u0×qnu_{n}=u_{0}\times q^{n} (terme général) ; si le premier terme est u1u_{1} : un=u1×qn−1u_{n}=u_{1}\times q^{n-1} ;
  • si q>1q>1, la suite est croissante ; si 0<q<10\lt q\lt 1, elle est décroissante ; si q=1q=1, elle est constante.
Ici, le premier terme est u0=3u_{0}=3 et la raison est q=2q=2, d'où :
un=3×2nu_{n}=3\times2^{n}

u8=3×28=3×256u_{8}=3\times2^{8}=3\times256, d'où :
u8=768u_{8}=768

Pour placer ce point, il faudrait un axe vertical gradué jusqu'à plus de 700700 : quand q>1q>1, les termes d'une suite géométrique grandissent de plus en plus vite.

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