Ce contrôle de maths de 1ère porte sur le thème suivant : suites arithmétiques et géométriques.
Ce sujet ouvre le chapitre des suites numériques. Tu calcules d’abord des termes d’une suite donnée par une formule explicite ou par une relation de récurrence, puis tu dois reconnaître une suite arithmétique ou une suite géométrique en étudiant la différence ou le quotient de deux termes consécutifs.
Tu cherches ensuite le terme général \(u_n\) à partir de deux termes connus, tu lis un nuage de points et tu termines avec un petit programme Python à boucle for. Calculatrice interdite : les valeurs sont choisies pour se calculer de tête.
- Niveau : 1ère
- Chapitre : Les suites numériques
- Durée conseillée : 1 heure
- Barème : sur 20 points (exercice 1 : 4 points ; exercice 2 : 4 points ; exercice 3 : 4 points ; exercice 4 : 4 points ; exercice 5 : 4 points)
- Compétences évaluées :
- Calculer : des termes d’une suite explicite ou définie par récurrence
- Raisonner : prouver qu’une suite est arithmétique ou géométrique, ou qu’elle ne l’est pas
- Calculer : exprimer \(u_n\) en fonction de \(n\) à partir de deux termes
- Représenter : lire et interpréter le nuage de points des premiers termes
- Modéliser : lire et modifier un programme Python qui calcule un terme
Exercice 1 : Calculer des termes (4 points)
Calculatrice interdite pour tout le sujet.
- La suite \((u_n)\) est définie, pour tout entier naturel \(n\), par \(u_n = n^2 – 3n + 1\).
- Calculer \(u_0\), \(u_1\) et \(u_5\). (1,5 point)
- Exprimer \(u_{n+1}\) en fonction de \(n\), sous forme développée et réduite. (1 point)
- La suite \((v_n)\) est définie par \(v_0 = 2\) et, pour tout entier naturel \(n\), \(v_{n+1} = 3v_n – 1\). Calculer \(v_1\), \(v_2\) et \(v_3\). (1,5 point)
Exercice 2 : Arithmétique, géométrique ou ni l’un ni l’autre (4 points)
Pour chacune des suites suivantes, définies pour tout entier naturel \(n\), dire si elle est arithmétique, géométrique ou ni l’un ni l’autre. Justifier, et préciser la raison et le premier terme quand il y a lieu.
- \(w_n = 5 – 2n\) (1 point)
- \(t_n = 3 \times 2^{n+1}\) (1 point)
- \(a_n = n^2\) (1 point)
- \(b_0 = 1\) et \(b_{n+1} = b_n + n\) (1 point)
Exercice 3 : Trouver le terme général (4 points)
- \((u_n)\) est une suite arithmétique telle que \(u_3 = 11\) et \(u_8 = 26\). Déterminer sa raison \(r\) et son premier terme \(u_0\), puis exprimer \(u_n\) en fonction de \(n\) et calculer \(u_{20}\). (2 points)
- \((v_n)\) est une suite géométrique de premier terme \(v_0 = 64\) et de raison \(q = \frac{1}{2}\). Exprimer \(v_n\) en fonction de \(n\), puis calculer \(v_6\). (1 point)
- \((z_n)\) est une suite géométrique à termes strictement positifs telle que \(z_1 = 6\) et \(z_3 = 54\). Déterminer sa raison, son premier terme \(z_0\), puis exprimer \(z_n\) en fonction de \(n\). (1 point)
Exercice 4 : Deux nuages de points (4 points)
On a représenté ci-dessous les six premiers termes (de \(n = 0\) à \(n = 5\)) de deux suites : \((a_n)\), par des cercles bleus, et \((g_n)\), par des carrés rouges. L’une est arithmétique, l’autre géométrique.
- Lire les valeurs de \(a_0\), \(a_1\), \(a_2\), \(a_3\), puis de \(g_0\), \(g_1\), \(g_2\), \(g_3\). (1 point)
- Laquelle des deux suites est arithmétique ? Laquelle est géométrique ? Donner la raison de chacune, en justifiant à partir des valeurs lues. (1,5 point)
- On admet que ces deux suites gardent la même règle pour tout entier \(n\). Exprimer \(a_n\) et \(g_n\) en fonction de \(n\). (1 point)
- Expliquer pourquoi les points bleus sont alignés. (0,5 point)
Exercice 5 : La tirelire de Léna (4 points)
Au début de l’année, Léna a 3 € dans sa tirelire. Chaque semaine, elle y ajoute 4 €. On considère la fonction Python suivante :
def tirelire(n):
u = 3
for i in range(n):
u = u + 4
return u
- Quelle valeur renvoie
tirelire(3)? Détailler les valeurs successives deu. (1 point) - On note \(u_n\) la somme, en euros, contenue dans la tirelire après \(n\) semaines. Donner \(u_0\) et une relation entre \(u_{n+1}\) et \(u_n\). En déduire la nature de la suite \((u_n)\) et l’expression de \(u_n\) en fonction de \(n\). (1 point)
- Sans exécuter le programme, donner la valeur renvoyée par
tirelire(10)et l’interpréter. (1 point) - Son frère Hugo place 5 € dans sa propre tirelire, puis chaque semaine il double la somme qu’elle contient. Recopier la fonction en la modifiant pour qu’elle renvoie la somme de Hugo après \(n\) semaines, puis calculer cette somme après 4 semaines. (1 point)
Réviser avant le contrôle : suites arithmétiques et géométriques
Avant de faire ce contrôle, relis le cours « Les suites numériques » en 1ère puis entraîne-toi avec les exercices corrigés les suites.
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