Soit (un) une suite arithmétique de raison r=6 et de premier terme u0=8. Soit Sn=u0+u1+…+un. On voudrait déterminer n pour que Sn=1702
Question 1
Déterminer un en fonction de n.
Correction
L'expression de un en fonction de n est : un=up+(n−p)×r
On peut écrire, dans notre cas, que : un=u0+(n−0)×r équivaut successivement à : un=u0+n×r Ainsi :
un=8+6n
Question 2
Montrer que Sn=1702 est équivalent à 3n2+11n−1694=0.
Correction
La somme des termes d'une suite arithmétique est donnée par la formule suivante : u0+u1+…+un=(nombres de termes)×(2premier terme+dernier terme)
Sn=1702 équivaut successivement à : u0+u1+…+un=1702 Nous avons en tout n+1 termes en partant de u0 jusqu'à un. (nombres de termes)×(2premier terme+dernier terme)=1702 (nombres de termes)×(2u0+un)=1702 (n+1)×(28+8+6n)=1702 (n+1)×(216+6n)=1702 . Nous allons diviser par 2 l'expression à l'intérieur de la parenthèse. (n+1)×(8+3n)=1702 8n+3n2+8+3n=1702 3n2+11n+8=1702
3n2+11n−1694=0
Pour savoir le nombre de termes présents dans une somme, faites le calcul suivant : grand indice−petit indice+1
La somme S=u0+u1+u2+…+un comprend n+1 termes. Ici le plus grand indice est n , le plus petit indice est 0. Ainsi le nombre de termes est égale à : n−0+1=n+1. Nous avons donc n+1 termes.
La somme S=u1+u2+…+un comprend n termes. Ici le plus grand indice est n , le plus petit indice est 1. Ainsi le nombre de termes est égale à : n−1+1=n. Nous avons donc n termes.
La somme S=up+up+1+…+un comprend n−p+1 termes. Ici le plus grand indice est n , le plus petit indice est p. Ainsi le nombre de termes est égale à : n−p+1=n. Nous avons donc n−p+1 termes.
La somme S=u5+u6+…+u22 comprend 18 termes. Ici le plus grand indice est 22 , le plus petit indice est 5. Ainsi le nombre de termes est égale à : 22−5+1=18. Nous avons donc 18 termes.
Question 3
Déterminer la valeur de n.
Correction
3n2+11n−1694=0 est un trinôme du second degré. Nous allons donc utiliser le discriminant pour résoudre cette équation. Calcul du discriminant Δ=b2−4ac Ainsi : Δ=112−4×3×(−1694) Δ=20449 Comme Δ>0 alors l'équation admet deux racines réelles distinctes notées x1 et x2 telles que : n1=2a−b−Δ ainsi n1=2×3−11−20449 d'où n1=−377 n2=2a−b+Δ ainsi n2=2×3−11+20449 d'où n2=22 Les racines de l'équation 3n2+11n−1694=0 sont donc : S={−377;22} Cependant, ici nous ne retenons pas la racine n1=−377 car n étant un entier naturel il ne peut pas être négatif. Il en résulte donc que Sn=1702 lorsque n=22.