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Suites arithmétiques et géométriques

Exercices types : 11ère partie - Exercice 2

15 min
30
Question 1

Déterminer trois termes consécutifs d’une suite arithmétique tels que leur somme soit égale à 7878, leur produit soit égal à 1716017160 et la raison soit positive.

Correction
On considère trois termes consécutifs u0u_{0}, u1u_{1} et u2u_{2} d'une suite arithmétique de raison rr.
Les hypothèses de l’énoncé donne :
u0+u1+u2=78u_{0}+u_{1}+u_{2}=78
et
u0×u1×u2=17160u_{0}\times u_{1} \times u_{2}=17160
.
Par ailleurs, on sait que u0=u1ru_{0}=u_{1}-r et u2=u1+ru_{2}=u_{1}+r.
Nos deux conditions nous ramène au système suivant :
{u0+u1+u2=78u0×u1×u2=17160\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{0}+u_{1}+u_{2}} & {=} & {78} \\ {u_{0}\times u_{1} \times u_{2}} & {=} & {17160} \end{array}\right.
Il en résulte donc que :
{u1r+u1+u1+r=78(u1r)×u1×(u1+r)=17160\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}-r+u_{1}+u_{1}+r} & {=} & {78} \\ {\left(u_{1}-r\right)\times u_{1} \times \left(u_{1}+r\right)} & {=} & {17160} \end{array}\right.
{3u1=78(u1r)×u1×(u1+r)=17160\left\{\begin{array}{ccccccc} {3u_{1}} & {=} & {78} \\ {\left(u_{1}-r\right)\times u_{1} \times \left(u_{1}+r\right)} & {=} & {17160} \end{array}\right.
{u1=26(26r)×26×(26+r)=17160\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}} & {=} & {26} \\ {\left(26-r\right)\times 26 \times \left(26+r\right)} & {=} & {17160} \end{array}\right. On divise la dernière ligne par 2626, on obtient alors :
{u1=26(26r)×(26+r)=660\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}} & {=} & {26} \\ {\left(26-r\right)\times \left(26+r\right)} & {=} & {660} \end{array}\right.
{u1=26262+26r26rr2=660\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}} & {=} & {26} \\ {26^{2}+26r-26r-r^{2}} & {=} & {660} \end{array}\right.
{u1=26676r2=660\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}} & {=} & {26} \\ {676-r^{2}} & {=} & {660} \end{array}\right.
{u1=26r2=16\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}} & {=} & {26} \\ {-r^{2}} & {=} & {-16} \end{array}\right.
{u1=26676r2=660\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}} & {=} & {26} \\ {676-r^{2}} & {=} & {660} \end{array}\right.
{u1=26r2=16\left\{\begin{array}{ccccccc} {u_{1}} & {=} & {26} \\ {r^{2}} & {=} & {16} \end{array}\right.
D'après l'énoncé, la raison doit être positive. il en résulte donc que r=4r=4.
Les trois termes consécutifs de cette suite arithmétique sont alors : u0=22u_{0}=22, u1=26u_{1}=26 et u2=30u_{2}=30.
Remarque : on pouvait aussi travailler à partir de u0u_{0} au lieu de u1u_{1} mais les calculs auraient été plus lourds..