QCM : Suites numériques (15 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Une suite est définie par la formule vn=5n−4v_n=5n-4 pour tout entier naturel nn. Comment cette suite est-elle définie ?

Par récurrence, car chaque terme dépend du terme précédent
Par sa raison, car la formule donne un écart constant
Par une liste, car seuls quelques termes sont indiqués
Explicitement, car chaque terme s’obtient en remplaçant nn dans une formule

Explicitement, car chaque terme s’obtient en remplaçant $$n$$ dans une formule

Explication

Une définition explicite donne le terme général en fonction de nn, ce qui permet de calculer directement un terme par substitution. Une relation de récurrence utilise le terme précédent, une liste ne fournit que des valeurs particulières et une raison décrit l’écart constant d’une suite arithmétique.

2. Une suite est donnée par son premier terme, puis par une relation qui exprime chaque terme à partir du précédent. Quel est son mode de définition ?

Une définition explicite
Une définition par énumération
Une définition par raison constante
Une définition par récurrence

Une définition par récurrence

Explication

Une définition par récurrence associe un premier terme à une relation permettant de calculer chaque terme à partir du précédent. Une formule explicite donne directement le terme en fonction de son rang, une énumération liste des valeurs et une raison constante caractérise une suite arithmétique.

3. Pour obtenir un terme de grand rang, Lina remplace directement le rang dans une expression, tandis que Sami calcule successivement tous les termes précédents. Quelle distinction explique leurs méthodes ?

La suite de Lina est récurrente et celle de Sami est explicite
Les deux suites sont explicites, mais leurs rangs diffèrent
La suite de Lina est explicite et celle de Sami est récurrente
Les deux suites sont récurrentes, mais leurs premiers termes diffèrent

La suite de Lina est explicite et celle de Sami est récurrente

Explication

Une expression explicite permet d’obtenir directement le terme voulu par substitution, tandis qu’une définition récurrente conduit à calculer les termes de proche en proche. Inverser ces méthodes confond les deux modes de définition; des rangs ou termes initiaux différents ne changent pas cette distinction.

4. Dans une suite, on passe d’un terme au suivant en ajoutant constamment −3-3. Quelle relation décrit cette suite ?

un+1=−3unu_{n+1}=-3u_n
un+1=un−nu_{n+1}=u_n-n
un+1=un+3u_{n+1}=u_n+3
un+1=un−3u_{n+1}=u_n-3

$$u_{n+1}=u_n-3$$

Explication

Une suite arithmétique vérifie un+1=un+ru_{n+1}=u_n+r; ici, la raison est r=−3r=-3, d’où un+1=un−3u_{n+1}=u_n-3. Ajouter 33 inverse le signe, multiplier par −3-3 change la règle, et soustraire le rang ne donne pas un écart constant.

5. Trois nombres aa, bb et cc sont proposés comme termes consécutifs d’une suite arithmétique. Quel critère permet de vérifier cette affirmation ?

Vérifier que b−a=cb-a=c
Vérifier que a+b=2ca+b=2c
Vérifier que a=ca=c
Vérifier que b−a=c−bb-a=c-b

Vérifier que $$b-a=c-b$$

Explication

Trois termes consécutifs d’une suite arithmétique ont des écarts successifs égaux, donc b−a=c−bb-a=c-b; cela équivaut à dire que bb est la moyenne de aa et cc. L’égalité a+b=2ca+b=2c impose une autre relation, l’égalité des extrêmes n’est pas requise et b−a=cb-a=c ne compare pas les deux écarts.

6. Une suite arithmétique vérifie u0=12u_0=12 et a pour raison r=4r=4. Quelle expression donne son terme de rang nn ?

un=12n+4u_n=12n+4
un=12−4nu_n=12-4n
un=12+4nu_n=12+4n
un=12+4(n−1)u_n=12+4(n-1)

$$u_n=12+4n$$

Explication

Pour une suite arithmétique de terme initial u0u_0, on a un=u0+nru_n=u_0+nr ; ici, cela donne un=12+4nu_n=12+4n. L’expression avec n−1n-1 décale le rang, la soustraction inverse le sens de la raison et 12n+412n+4 applique le facteur au terme initial.

7. Une suite arithmétique est indexée à partir de u0u_0. Quel terme correspond à son dixième terme ?

u9u_9
u10u_{10}
u8u_8
u0u_0

$$u_9$$

Explication

Avec un terme initial u0u_0, le premier terme est de rang zéro et le dixième est donc u9u_9. u10u_{10} correspondrait au dixième terme pour une suite dont le premier terme est u1u_1 ; u8u_8 décale le comptage de deux rangs, et u0u_0 désigne le premier terme.

8. Pour une suite arithmétique, on connaît u0=8u_0=8 et u10=38u_{10}=38. Quelle somme obtient-on en additionnant les termes de u0u_0 à u10u_{10} inclus ?

230230
165165
253253
506506

$$253$$

Explication

Il y a 10+1=1110+1=11 termes, et la somme vaut le nombre de termes multiplié par la moyenne des extrêmes : 11×8+382=11×23=25311\times\frac{8+38}{2}=11\times23=253. Le résultat 230230 oublie un terme, 506506 omet la division par deux et 165165 s’appuie sur la différence des extrêmes.

9. Une suite arithmétique a pour termes consécutifs extrêmes u4=17u_4=17 et u12=41u_{12}=41. Quelle somme faut-il calculer pour additionner les termes de u4u_4 à u12u_{12} inclus ?

8×17+4128\times\frac{17+41}{2}
9×17+4129\times\frac{17+41}{2}
9×(41−17)9\times(41-17)
13×17+41213\times\frac{17+41}{2}

$$9\times\frac{17+41}{2}$$

Explication

Une somme de termes consécutifs est le nombre de termes multiplié par la moyenne du premier et du dernier terme. De u4u_4 à u12u_{12} inclus, il y a 12−4+1=912-4+1=9 termes, d’où 9×17+4129\times\frac{17+41}{2} ; compter les intervalles donne huit, tandis que la différence ou un terme extérieur à la somme ne convient pas.

10. On définit une suite par u0=7u_0=7 et, à chaque étape, on multiplie le terme précédent par −3-3. Quelle relation caractérise cette suite ?

un+1=7(−3)nu_{n+1}=7(-3)^n
un+1=un−3u_{n+1}=u_n-3
un+1=−(n+3)unu_{n+1}=-(n+3)u_n
un+1=−3unu_{n+1}=-3u_n

$$u_{n+1}=-3u_n$$

Explication

Une suite géométrique s’obtient en multipliant chaque terme par la raison constante, ici −3-3. La soustraction confond une suite géométrique avec une règle additive, le facteur variable change la raison et la dernière expression donne un terme général plutôt qu’une relation de récurrence.

11. Une suite géométrique a pour terme initial u0=5u_0=5 et pour raison q=3q=3. Quelle expression donne son terme de rang nn ?

un=5+3nu_n=5+3n
un=5×3nu_n=5\times3^n
un=5×3n−1u_n=5\times3^{n-1}
un=3nu_n=3^n

$$u_n=5\times3^n$$

Explication

Avec un terme initial de rang zéro, la formule est un=qnu0u_n=q^nu_0, donc ici un=5×3nu_n=5\times3^n. La forme additive correspond à une suite arithmétique, l’exposant n−1n-1 suppose un premier terme au rang 1 et la dernière formule omet le terme initial.

12. Dans une suite géométrique de raison 12\frac12, on connaît u4=48u_4=48. Quelle expression permet de calculer u7u_7 à partir de ce terme connu ?

u7=(12)348u_7=\left(\frac12\right)^3 48
u7=(12)748u_7=\left(\frac12\right)^7 48
u7=48+3×12u_7=48+3\times\frac12
u7=(12)−348u_7=\left(\frac12\right)^{-3}48

$$u_7=\left(\frac12\right)^3 48$$

Explication

À partir d’un terme de rang pp, on utilise un=qn−pupu_n=q^{n-p}u_p; ici l’écart est 7−4=37-4=3. L’exposant négatif inverse le sens du déplacement, l’expression additive applique une règle arithmétique et l’exposant 7 ignore le rang du terme connu.

13. Une suite géométrique a pour premier terme u0=5u_0=5 et pour raison q=2q=2. Quelle expression donne la somme de ses termes de u0u_0 à u4u_4 ?

51−241−25\frac{1-2^4}{1-2}
51−261−25\frac{1-2^6}{1-2}
51−251−25\frac{1-2^5}{1-2}
51−252−15\frac{1-2^5}{2-1}

$$5\frac{1-2^5}{1-2}$$

Explication

La somme de u0u_0 à unu_n vaut u01−qn+11−qu_0\frac{1-q^{n+1}}{1-q} ; ici, n=4n=4, donc l’exposant est 55. L’exposant 4 omet un terme, l’exposant 6 en ajoute un, et le dénominateur 2−12-1 inverse le sens de la différence.

14. Dans le modèle bactérien décrit, quelle situation initiale et quel taux de croissance sont retenus ?

10 000 bactéries et une baisse de 3 % par minute
10 000 bactéries et une hausse de 3 % par minute
10 000 bactéries et une hausse de 3 bactéries par minute
10 300 bactéries et une hausse de 3 % par minute

10 000 bactéries et une hausse de 3 % par minute

Explication

Le modèle commence avec 10 000 bactéries et prévoit une augmentation de 3 % par minute. Une baisse inverse le sens de l’évolution, une hausse de 3 bactéries confond pourcentage et effectif, et 10 300 correspond à un effectif après une minute plutôt qu’à la population initiale.

15. Une culture commence avec 10 000 bactéries et son effectif augmente de 3 % chaque minute. Quelle formule permet de calculer le nombre de bactéries après 8 minutes ?

u8=1,038u_8=1{,}03^8
u8=10 000×1,038u_8=10\,000\times1{,}03^8
u8=10 000×0,978u_8=10\,000\times0{,}97^8
u8=10 000+3×8u_8=10\,000+3\times8

$$u_8=10\,000\times1{,}03^8$$

Explication

Une hausse de 3 % par minute correspond à une multiplication répétée par 1,031{,}03, d’où un=10 000×1,03nu_n=10\,000\times1{,}03^n. L’expression additive traite le taux comme 3 bactéries, le facteur 0,970{,}97 représente une baisse de 3 %, et la dernière expression omet la population initiale.

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Comment s’écrit le terme général d’une suite explicite ?

un=f(n)u_n=f(n).

Quels éléments définissent une suite récurrente ?

Son premier terme et une relation donnant chaque terme à partir du précédent.

Comment calcule-t-on directement un terme d’une suite explicite ?

Par substitution dans son expression.

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