Exercices types : 11ère partie - Exercice 3

15 min
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Pour chacune des cinq questions suivantes, une et une seule des propositions est correcte.
Question 1

Soit la suite (un)(u_{n} ) définie par u0=5u_{0} =5, u1=7u_{1} =7, et pour tout entier naturel nn, un+2=3un+1−2unu_{n+2} =3u_{n+1} -2u_{n} .
  • u3=−2u_{3} =-2
  • u3=19u_{3} =19
  • u3=23u_{3} =23

Correction
La bonne réponse est b.
Commençons par calculer u2u_{2} , ce qui nous donne :
  u2=3u1−2u0\; u_{2} =3u_{1} -2u_{0} ainsi   u2=3×7−2×5\; u_{2} =3\times 7-2\times 5 donc   u2=11\; u_{2} =11
Maintenant calculons u3u_{3} :
  u3=3u2−2u1\; u_{3} =3u_{2} -2u_{1} ainsi   u3=3×11−2×7\; u_{3} =3\times 11-2\times 7 donc   u3=19\; u_{3} =19
Question 2

La suite (un)(u_{n} ) est définie pour tout entier naturel nn par un=5n2−3n+2u_{n} =5n^{2} -3n+2
  • La suite (un)(u_{n} ) converge vers 22.
  • La suite (un)(u_{n} ) n'a pas de limite.
  • La suite (un)(u_{n} ) diverge vers +∞+\infty

Correction
La bonne réponse est c.
lim⁡n→+∞un=lim⁡n→+∞5n2−3n+2\lim\limits_{n\to +\infty } u_{n} =\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2
Pour lever cette indétermination, nous factoriserons par le monôme de plus haut degré donc ici n2n^{2} .
Il vient alors que :
lim⁡n→+∞5n2−3n+2=lim⁡n→+∞n2(5n2−3n+2n2)\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(\frac{5n^{2} -3n+2}{n^{2} } \right)
lim⁡n→+∞5n2−3n+2=lim⁡n→+∞n2(5n2n2−3nn2+2n2)\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(\frac{5n^{2} }{n^{2} } -\frac{3n}{n^{2} } +\frac{2}{n^{2} } \right)
lim⁡n→+∞5n2−3n+2=lim⁡n→+∞n2(5−3n+2n2)\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(5-\frac{3}{n} +\frac{2}{n^{2} } \right)
lim⁡n→+∞n2=+∞lim⁡n→+∞5−3n+2n2=5}\left. \begin{array}{ccc} {\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} } & {=} & {+\infty } \\ {\lim\limits_{n\to +\infty } 5-\frac{3}{n} +\frac{2}{n^{2} } } & {=} & {5} \end{array}\right\} par produit lim⁡n→+∞n2(5−3n+2n2)=+∞\lim\limits_{n\to +\infty } n^{2} \left(5-\frac{3}{n} +\frac{2}{n^{2} } \right)=+\infty
Finalement :
lim⁡n→+∞5n2−3n+2=+∞\lim\limits_{n\to +\infty } 5n^{2} -3n+2=+\infty
Question 3

La suite (un)(u_{n} ) définie par u0=2u_{0} = 2 et pour tout entier naturel nn par un+1−un=−0,1unu_{n+1} -u_{n} =-0,1u_{n}
  • La suite (un)(u_{n} ) est arithmétique.
  • La suite (un)(u_{n} ) n'est ni arithmétique ni géométrique.
  • La suite (un)(u_{n} ) est géométrique.

Correction
La bonne réponse est c.
On a : un+1−un=−0,1unu_{n+1} -u_{n} =-0,1u_{n} , ce qui donne un+1=−0,1un+unu_{n+1} =-0,1u_{n} +u_{n} ainsi un+1=0,9unu_{n+1} =0,9u_{n}
Question 4

Les ventes d'un nouveau roman ont régulièrement progressé de 2%2\% par semaine depuis sa parution.
Au cours de la première semaine il s'en était vendu 1000010000 exemplaires.
Le nombre d'exemplaires vendus au cours des 4545 semaines écoulées depuis sa parution est :
  • 2390023 900
  • 718927718 927
  • 743326743 326

Correction
La bonne réponse est b.
Les ventes d'un nouveau roman ont régulièrement progressé de 2%2\% par semaine depuis sa parution. Cette information traduit un coefficient multiplicateur 1+2100=1,021+\frac{2}{100}=1,02
On reconnaît donc la somme des termes d'une suite géométrique de raison q=1,02q=1,02 et de 11er terme 1000010000.
Sn=(1er terme)×(1−(raison)nombre de termes)1−raisonS_{n} ={\text{(1er terme)}}\times \frac{\left(1-\left({\text{raison}}\right)^{{\text{nombre de termes}}} \right)}{1-{\text{raison}}}
On note SnS_{n} le nombre d'exemplaires au cours des 4545 semaines.
Sn=(10000)×(1−(1,02)45)1−1,02S_{n} =\left(10000\right)\times \frac{\left(1-\left(1,02\right)^{45} \right)}{1-1,02}
Sn≈718927S_{n} \approx 718927
Question 5

La suite (un)(u_{n} ) est définie pour tout entier naturel nn par un=1−6n−10,5u_{n} =1-\frac{6}{n-10,5} .
  • La suite (un)(u_{n} ) est croissante.
  • La suite (un)(u_{n} ) est majorée par 11.
  • La suite (un)(u_{n} ) n'est pas monotone.

Correction
La bonne réponse est c.
Calculons quelques termes : u0=1−6−10,5=1+47≈1,57u_{0} =1-\frac{6}{-10,5}=1+\frac{4}{7}\approx 1,57 ; u9=1−6−1,5=5u_{9} =1-\frac{6}{-1,5}=5 ; u10=1−6−0,5=13u_{10} =1-\frac{6}{-0,5}=13 et u11=1−60,5=−11u_{11} =1-\frac{6}{0,5}=-11.
On a u9<u10u_{9} \lt u_{10} mais u10>u11u_{10}>u_{11} : la suite (un)(u_{n} ) n'est ni croissante ni décroissante, elle n'est pas monotone. La proposition a est fausse.
De plus u0>1u_{0}>1 : la suite (un)(u_{n} ) n'est pas majorée par 11. La proposition b est fausse.
Remarque : la fonction x↦1−6x−10,5x\mapsto 1-\frac{6}{x-10,5} est croissante sur ]−∞;10,5[\left]-\infty;10,5\right[ et sur ]10,5;+∞[\left]10,5;+\infty\right[, mais elle n'est pas définie en 10,510,5 : on ne peut pas en déduire que la suite est croissante.

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