Soit la suite (un) définie par u0=150 et pour tout entier naturel n, un+1=0,8un+45.
Question 1
Calculer u1 et u2.
Correction
D'une part, u1=0,8u0+45 u1=0,8×150+45
u1=165
D'autre part, u2=0,8u1+45 u2=0,8×165+45
u2=177
Question 2
Voici deux propositions d'algorithmes :
Algorithme 1 Variables N est un entier naturel U est un nombre réel Initialisation U prend la valeur 150 N prend la valeur 0 Traitement Tant que U≥220 U prend la valeur 0,8×U+45 N prend la valeur N+1 Fin Tant que Sortie Afficher N
Algorithme 2 Variables N est un entier naturel U est un nombre réel Initialisation U prend la valeur 150 N prend la valeur 0 Traitement Tant que U<220 U prend la valeur 0,8×U+45 N prend la valeur N+1 Fin Tant que Sortie Afficher N
Un seul de ces algorithmes permet de calculer puis d'afficher le plus petit entier naturel n tel que un≥220. Préciser lequel en justifiant pourquoi l'autre algorithme ne le permet pas.
Correction
Dans l'algorithme 1, la condition pour entrer dans la boucle est « Tant que U≥220 » ; la valeur de U est initialisée à 150 qui est inférieur à 220 donc on n'entre jamais dans la boucle « Tant que ». Le bon algorithme est le 2.
Question 3
Quelle est la valeur numérique affichée par l'algorithme choisi à la question précédente ?
Correction
On calcule les premiers termes de la suite (un) à la calculatrice et on trouve : u12≈219,8 et u13≈220,9 donc l'algorithme 2 affiche pour valeur de n=13.
Question 4
On considère la suite (vn) définie pour tout entier naturel n par : vn=un−225.
Démontrer que (vn) est une suite géométrique et préciser son premier terme et sa raison.
Correction
vn=un−225 vn+1=un+1−225 vn+1=0,8un+45−225 Or vn=un−225 donc vn+225=un vn+1=0,8(vn+225)−180 vn+1=0,8vn+0,8×225−180 vn+1=0,8vn+180−180
vn+1=0,8vn
Donc la suite (vn) est géométrique de raison q=0,8 et de premier terme v0=−75 car v0=u0−225=150−225=−75.
Question 5
En déduire que pour tout entier naturel n, un=225−75×0,8n.
Correction
Exprimons tout d'abord vn en fonction de n. Ainsi vn=v0×qn d'où vn=−75×0,8n. Puis maintenant exprimons un en fonction de n. Comme vn=un−225 donc vn+225=un. Ainsi :
un=225−75×0,8n
Question 6
Une petite ville de province organise chaque année une course à pied dans les rues de son centre. En 2015, le nombre de participants à cette course était de 150. On fait l'hypothèse que d'une année sur l'autre :
20% des participants ne reviennent pas l'année suivante
45 nouveaux participants s'inscrivent à la course
La petite taille des ruelles du centre historique de la ville oblige les organisateurs à limiter le nombre de participants à 250.
Vont-ils devoir refuser des inscriptions dans les années à venir ? Justifier la réponse.
Correction
D'une année n à une année n+1, 20% des participants ne reviennent pas donc 80% reviennent et de plus, 45 nouveaux participants s'inscrivent chaque année ; on multipliera donc le nombre de participants de l'année n par 0,8 et on ajoutera 45 pour obtenir le nombre de participants de l'année n+1. Le nombre de participants l'année 2015 est de 150 donc le nombre de participants peut être modélisé par la suite (un) précédemment définie où un représente le nombre de participants l'année2015+n. Pour l'année 2015+n, le nombre de participants est donc un=225−75×0,8n. Pour tout n, 225−75×0,8n<225 donc le nombre de 250 participants ne sera jamais atteint ; il n'y aura donc pas lieu de refuser des inscriptions dans les années à venir.
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