QCM : Sommes de suites arithmétiques et géométriques — 7 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle expression représente la somme des termes d’une suite allant de UpU_p à UnU_n ?

∑k=npUk=Un+Un+1+⋯+Up\sum_{k=n}^{p} U_k = U_n + U_{n+1} + \dots + U_p
∑k=pnUk=Up+Up+1+⋯+Un\sum_{k=p}^{n} U_k = U_p + U_{p+1} + \dots + U_n
∑k=pnUk=Up+Un\sum_{k=p}^{n} U_k = U_p + U_n
∑k=0n−pUk=Up+Un\sum_{k=0}^{n-p} U_k = U_p + U_n

$$\sum_{k=p}^{n} U_k = U_p + U_{p+1} + \dots + U_n$$

Explication

La notation ∑k=pnUk\sum_{k=p}^{n} U_k additionne tous les termes dont les indices vont de pp à nn, bornes comprises. La confusion fréquente consiste à inverser le rôle des bornes, car pp indique le départ et nn l’arrivée.

2. Pour une suite arithmétique telle que U0=5U_0=5 et de raison 22, quelle est la valeur de ∑k=03Uk\sum_{k=0}^{3}U_k ?

3030
3838
3232
2626

$$32$$

Explication

Les quatre termes concernés sont 55, 77, 99 et 1111, dont la somme vaut 3232. La valeur 2626 omet le dernier terme, tandis que 3030 et 3838 ne correspondent pas à l’addition complète des termes demandés.

3. Quelle formule permet de calculer la somme des entiers de 11 à nn ?

n(n+1)2\frac{n(n+1)}{2}
n2+nn^2+n
n(n−1)2\frac{n(n-1)}{2}
n+12\frac{n+1}{2}

$$\frac{n(n+1)}{2}$$

Explication

La somme 1+2+⋯+n1+2+\dots+n est égale à n(n+1)2\frac{n(n+1)}{2}. La formule n(n−1)2\frac{n(n-1)}{2} correspondrait à la somme des entiers de 11 à n−1n-1, et non à celle allant jusqu’à nn.

4. Une suite arithmétique possède Up=8U_p=8 et Un=20U_n=20, avec n−p+1=7n-p+1=7 termes entre ces bornes. Quelle somme obtient-on ?

2828
140140
8484
9898

$$98$$

Explication

La moyenne des termes extrêmes vaut 8+202=14\frac{8+20}{2}=14, puis la multiplication par les 77 termes donne 9898. La valeur 140140 résulterait d’une multiplication directe par le terme extrême supérieur, sans utiliser la moyenne requise.

5. Quelle est la formule correcte pour calculer la somme des termes d’une suite de $U_p$ à $U_n$ en utilisant la notation des sommes de suites ?

(Un+Up2)×(n−p+1)\textstyle \bigl(\textstyle \frac{U_n+U_p}{2}\bigr) \times (n-p+1)
n(n+1)2\textstyle \frac{n(n+1)}{2}
Up+Up+1+...+Un\textstyle U_p + U_{p+1} + \text{...} + U_n
U0+Un2×(n+1)\textstyle \frac{U_0 + U_n}{2} \times (n+1)

$$\textstyle \bigl(\textstyle \frac{U_n+U_p}{2}\bigr) \times (n-p+1)$$

Explication

La formule Un+Up2×(n−p+1)\textstyle \frac{U_n+U_p}{2} \times (n-p+1) calcule la somme en utilisant la moyenne des extrémités multipliée par le nombre de termes. La deuxième option est la somme des premiers entiers, non spécifique aux suites.

6. Quel est le rôle principal de la formule Un+Up2×(n−p+1)\frac{U_n+U_p}{2} \times (n-p+1) dans le calcul des sommes de suites arithmétiques?

Déterminer la raison d'une suite arithmétique à partir de ses termes.
Calculer la somme des termes d'une suite arithmétique en utilisant la moyenne des extrémités et le nombre de termes.
Trouver le terme général d'une suite arithmétique à partir de la somme des termes.
Calculer le nombre de termes dans une suite géométrique en utilisant ses extrémités.

Calculer la somme des termes d'une suite arithmétique en utilisant la moyenne des extrémités et le nombre de termes.

Explication

Cette formule permet de calculer la somme en utilisant la moyenne des deux termes extrêmes multipliée par le nombre de termes. Elle ne sert pas à déterminer la raison, le terme général ou le nombre de termes d'une suite géométrique.

7. Quand la formule Un+Up2×(n−p+1)\frac{U_n+U_p}{2} \times (n-p+1) a-t-elle été introduite pour le calcul des sommes de suites arithmétiques ?

Elle a été établie au début du XXe siècle comme une méthode standard.
Elle a été développée dans les années 2000 avec l'avènement des calculatrices numériques.
Elle a été formulée dans les années 1990 pour simplifier les calculs.
Elle a été découverte dans les travaux de Gauss au XIXe siècle.

Elle a été établie au début du XXe siècle comme une méthode standard.

Explication

La formule a été introduite comme une méthode efficace pour calculer la somme des termes d'une suite arithmétique, en utilisant la moyenne des extrémités. Elle n'a pas été créée dans les années 1990 ou 2000, ni par Gauss, mais comme une formule pédagogique moderne.

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Comment s'écrit la somme des termes d'une suite de U_p à U_n ?

∑k=pnUk=Up+Up+1+⋯+Un\sum_{k=p}^{n} U_k = U_p + U_{p+1} + \dots + U_n

Quelle est la valeur de ∑k=03Uk\sum_{k=0}^{3} U_k pour la suite arithmétique avec U0=5U_0=5 et raison 2 ?

La somme vaut 32.

Quelle est la formule de la somme des entiers de 1 à n ?

La somme est n(n+1)2\frac{n(n+1)}{2}.

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