QCM : Suites géométriques — 17 questions

Questions et réponses du QCM

1. Quelle distinction caractérise une suite définie explicitement par rapport à une suite définie par récurrence ?

Chaque terme explicite dépend du rang, tandis que le terme récurrent dépend du précédent
Chaque terme explicite est obtenu par multiplication, tandis que le terme récurrent est obtenu par addition
Chaque terme explicite dépend du précédent, tandis que le terme récurrent dépend du rang
Chaque terme explicite commence par zéro, tandis que le terme récurrent commence par une valeur positive

Chaque terme explicite dépend du rang, tandis que le terme récurrent dépend du précédent

Explication

Une formule explicite donne directement un terme à partir de son rang, alors qu’une relation de récurrence utilise le terme précédent. La multiplication ou l’addition ne suffisent pas à distinguer ces deux modes de définition.

2. Pour la suite définie par un=−5+7nu_n=-5+7n, quelle est la valeur de u6u_6 ?

42
32
49
37

37

Explication

En remplaçant le rang par 66, on obtient u6=−5+7×6=37u_6=-5+7\times6=37. La valeur 4242 correspondrait à oublier le terme constant −5-5.

3. Quelle propriété définit une suite géométrique ?

Chaque terme s’obtient en ajoutant au précédent une constante
Chaque terme s’obtient en soustrayant son rang du terme précédent
Chaque terme s’obtient en multipliant le précédent par une constante
Chaque terme s’obtient en divisant le précédent par son rang

Chaque terme s’obtient en multipliant le précédent par une constante

Explication

Dans une suite géométrique, le passage d’un terme au suivant se fait par multiplication par une même constante appelée raison. Une différence constante caractérise plutôt une suite arithmétique.

4. Quelle relation vérifie une suite géométrique de raison qq ?

un+1=unqu_{n+1}=\frac{u_n}{q}
un+1=un+qu_{n+1}=u_n+q
un+1=q×unu_{n+1}=q\times u_n
un+1=un−qu_{n+1}=u_n-q

$$u_{n+1}=q\times u_n$$

Explication

La relation de récurrence d’une suite géométrique est un+1=q×unu_{n+1}=q\times u_n, car la raison est un facteur multiplicatif. La relation un+1=un+qu_{n+1}=u_n+q utilise une différence constante et correspond à une autre structure de suite.

5. La pression atmosphérique diminue de 1,25 % tous les 100 mètres et vaut P0=1013P_0=1013 hectopascals au niveau initial. Quelle relation de récurrence convient ?

Pn+1=Pn−1,25P_{n+1}=P_n-1,25
Pn+1=0,9875PnP_{n+1}=0,9875P_n
Pn+1=1,0125PnP_{n+1}=1,0125P_n
Pn+1=0,125PnP_{n+1}=0,125P_n

$$P_{n+1}=0,9875P_n$$

Explication

Une diminution de 1,25 % revient à multiplier la pression par 1−0,0125=0,98751-0,0125=0,9875, d’où Pn+1=0,9875PnP_{n+1}=0,9875P_n. Le facteur 1,01251,0125 représenterait une augmentation de 1,25 %.

6. Un capital placé à 3 % est modélisé par une suite UnU_n. Quelle relation de récurrence décrit son évolution ?

Un+1=1,03UnU_{n+1}=1,03U_n
Un+1=Un+3U_{n+1}=U_n+3
Un+1=3UnU_{n+1}=3U_n
Un+1=0,97UnU_{n+1}=0,97U_n

$$U_{n+1}=1,03U_n$$

Explication

Une hausse de 3 % consiste à multiplier le capital par 1+0,03=1,031+0,03=1,03, ce qui donne Un+1=1,03UnU_{n+1}=1,03U_n. Le facteur 0,970,97 correspondrait à une diminution de 3 %.

7. Pour une suite géométrique dont le premier terme est u0u_0 et la raison qq, quelle expression donne le terme général unu_n ?

un=u0×qn−1u_n=u_0\times q^{n-1}
un=u0×qnu_n=u_0\times q^n
un=u1×qnu_n=u_1\times q^n
un=u0+n×qu_n=u_0+n\times q

$$u_n=u_0\times q^n$$

Explication

Lorsque l’indice de départ est 0, l’exposant associé au terme unu_n est nn. L’expression avec l’exposant n−1n-1 correspond à une suite exprimée à partir de u1u_1, et non de u0u_0.

8. Une suite géométrique vérifie u0=30000u_0=30000 et q=1,1q=1,1. Quelle valeur approchée obtient-on pour u10u_{10} ?

Environ 60000
Environ 33000
Environ 77812
Environ 90000

Environ 77812

Explication

On applique un=30000×1,1nu_n=30000\times1,1^n, ce qui donne u10≈77812u_{10}\approx77812. La valeur 33000 correspondrait à une évolution bien plus faible que dix multiplications successives par 1,1.

9. Comment vérifier qu’une liste de termes forme une suite géométrique ?

Calculer les différences successives et vérifier qu’elles sont égales
Comparer le premier et le dernier terme de la liste
Additionner les termes et vérifier que la somme est positive
Calculer les quotients successifs et vérifier qu’ils sont égaux

Calculer les quotients successifs et vérifier qu’ils sont égaux

Explication

Une suite géométrique possède un quotient constant entre deux termes consécutifs, obtenu en calculant un+1/unu_{n+1}/u_n. Des différences constantes caractérisent plutôt une suite arithmétique.

10. Pourquoi la liste 3,4,5,6,93,4,5,6,9 ne forme-t-elle pas les premiers termes d’une suite géométrique ?

Les quotients successifs ne sont pas tous égaux
Le nombre de termes proposés est trop faible
Les différences successives ne sont pas toutes positives
Le premier terme est inférieur au dernier terme

Les quotients successifs ne sont pas tous égaux

Explication

Les quotients successifs comprennent notamment 4/34/3 et 6/4=1,56/4=1,5, qui sont différents. Une suite géométrique exige un même quotient entre chaque paire de termes consécutifs.

11. Quelle formule donne la somme de n+1n+1 termes consécutifs d’une suite géométrique de raison q≠1q\neq1, en partant de u0u_0 ?

S=u0×1−qn+1q−1S=u_0\times\frac{1-q^{n+1}}{q-1}
S=u0×1−qn+11−qS=u_0\times\frac{1-q^{n+1}}{1-q}
S=u0×1−qn1−qS=u_0\times\frac{1-q^n}{1-q}
S=u0+n×qn+1S=u_0+n\times q^{n+1}

$$S=u_0\times\frac{1-q^{n+1}}{1-q}$$

Explication

La somme des termes de u0u_0 à unu_n contient n+1n+1 termes et s’écrit u0×1−qn+11−qu_0\times\frac{1-q^{n+1}}{1-q} lorsque q≠1q\neq1. L’exposant nn oublierait le nombre exact de termes pris en compte.

12. Une suite géométrique a pour raison q=1q=1 et pour premier terme u0=7u_0=7. Comment calculer la somme de 12 termes consécutifs ?

Élever 7 à la puissance 12, soit 7127^{12}
Utiliser une fraction dont le dénominateur vaut 1−q1-q
Multiplier 7 par la raison, soit 7
Multiplier 7 par 12, soit 84

Multiplier 7 par 12, soit 84

Explication

Avec q=1q=1, chaque terme vaut 7, donc la somme de 12 termes est 12×7=8412\times7=84. La formule fractionnaire n’est pas utilisable ici, car son dénominateur 1−q1-q serait nul.

13. Quel coefficient multiplicatif traduit une baisse de taux de tt ?

1−t1-t
t−1t-1
1t\frac{1}{t}
1+t1+t

$$1-t$$

Explication

Une baisse de taux tt transforme une valeur par multiplication par 1−t1-t. Le coefficient 1+t1+t correspond au contraire à une hausse de taux.

14. Dans le modèle d’évolution annuelle de 3 % à partir de 1 200 accouchements en 2024, quelle expression donne le nombre d’accouchements en 2030 ?

1200+1,03×61200+1,03\times6
1200×1,0361200\times1,03^6
1200×1,0351200\times1,03^5
1200×1,0371200\times1,03^7

$$1200\times1,03^6$$

Explication

L’année 2024 est associée à u0u_0 et 2030 à u6u_6, donc u6=1200×1,036u_6=1200\times1,03^6. L’exposant 5 compterait une évolution de moins, tandis que les deux autres expressions ne suivent pas la relation géométrique donnée.

15. Deux augmentations successives de 30 % et 15 % correspondent à quel taux d’augmentation moyen annuel approximatif ?

15,00 %
22,27 %
45,00 %
21,50 %

22,27 %

Explication

Le coefficient moyen vérifie k2=1,3×1,15k^2=1,3\times1,15, d’où k≈1,2227k\approx1,2227 et un taux moyen d’environ 22,27 %. Additionner les deux taux donne l’évolution cumulée, pas le taux moyen composé.

16. Comment définit-on la moyenne géométrique de deux nombres de même signe aa et bb ?

a×b\sqrt{a\times b}
a×ba\times b
a+b\sqrt{a+b}
a+b2\frac{a+b}{2}

$$\sqrt{a\times b}$$

Explication

La moyenne géométrique est la racine carrée du produit des deux nombres, soit a×b\sqrt{a\times b}. L’expression a+b2\frac{a+b}{2} désigne la moyenne arithmétique.

17. Dans une suite géométrique à termes positifs, quelle relation caractérise le terme central unu_n ?

un=un−1+un+12u_n=\frac{u_{n-1}+u_{n+1}}{2}
un=un−1+un+1u_n=u_{n-1}+u_{n+1}
un=un−1+un+1u_n=\sqrt{u_{n-1}+u_{n+1}}
un=un−1×un+1u_n=\sqrt{u_{n-1}\times u_{n+1}}

$$u_n=\sqrt{u_{n-1}\times u_{n+1}}$$

Explication

Dans une suite géométrique positive, le terme central est la moyenne géométrique de ses voisins, donc un=un−1×un+1u_n=\sqrt{u_{n-1}\times u_{n+1}}. La moyenne arithmétique des voisins caractérise plutôt une suite arithmétique.

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Qu'est-ce qu'une suite définie explicitement ?

Chaque terme s'écrit en fonction de son rang n.

Qu'est-ce qu'une suite définie par récurrence ?

Chaque terme se calcule à partir du terme précédent.

Quel est le terme u0u_0 pour la suite un=−5+7nu_n=-5+7n ?

u0=−5u_0=-5

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