QCM : Suites numériques (10 questions)

Questions et réponses du QCM

1. Quelle description correspond à une suite numérique définie à partir d’un rang initial fixé ?

Une fonction qui associe un entier à chaque réel de son domaine
Une fonction qui associe un entier naturel à chaque entier naturel de son domaine
Une fonction qui associe un réel à chaque réel de son domaine
Une fonction qui associe un réel à chaque entier naturel de son domaine

Une fonction qui associe un réel à chaque entier naturel de son domaine

Explication

Une suite numérique associe à chaque entier naturel de son domaine un nombre réel, son terme. Une fonction à valeurs entières confond la nature des termes, une fonction définie sur les réels change le domaine, et une valeur de terme n’est pas le rang initial.

2. Une suite est donnée par Un=3n−2U_n=3n-2 pour tout n≥1n\geq 1. Comment calculer directement son terme d’indice 5 ?

Appliquer une relation à partir du terme d’indice 4
Ajouter 1 au terme d’indice 4 pour obtenir le terme demandé
Évaluer la fonction en 1, puis répéter le calcul jusqu’à l’indice 5
Évaluer la fonction en 5, sans utiliser les termes précédents

Évaluer la fonction en 5, sans utiliser les termes précédents

Explication

Une définition explicite donne chaque terme comme une fonction de son indice : ici, il suffit d’évaluer la formule pour l’indice 5. Une relation de récurrence utilise le terme précédent, tandis que répéter les calculs n’est pas nécessaire pour une formule explicite.

3. On donne U0=4U_0=4 et, pour tout n≥0n\geq 0, Un+1=2Un+1U_{n+1}=2U_n+1. Quelle démarche permet de déterminer U3U_3 ?

Ajouter une même différence à chaque terme à partir de U0U_0
Appliquer la relation à U3U_3 pour obtenir le terme précédent
Remplacer directement l’indice 3 dans l’expression 2Un+12U_n+1
Calculer successivement les termes à partir de U0U_0

Calculer successivement les termes à partir de $$U_0$$

Explication

Une définition par récurrence fournit un terme initial et une règle qui calcule chaque terme à partir du précédent : il faut donc avancer de proche en proche jusqu’à U3U_3. Remplacer l’indice dans la règle ou supposer une différence constante confond la récurrence avec d’autres modes de définition.

4. Dans une suite où chaque terme s’obtient en ajoutant le même réel au terme précédent, que désigne ce réel ?

La raison de la suite arithmétique
Le rang initial de la suite arithmétique
Le premier terme de la suite arithmétique
Le quotient constant de la suite géométrique

La raison de la suite arithmétique

Explication

Dans une suite arithmétique, le réel ajouté d’un terme au suivant est la raison. Le premier terme et le rang initial ont des rôles différents, tandis qu’un facteur multiplicatif constant caractérise une suite géométrique.

5. Une suite arithmétique vérifie U0=7U_0=7 et a pour raison r=−2r=-2. Quelle est la valeur de U4U_4 ?

−1-1
−3-3
55
1515

$$-1$$

Explication

Pour une suite arithmétique, Un=U0+nrU_n=U_0+nr ; ainsi U4=7+4×(−2)=7−8=−1U_4=7+4\times(-2)=7-8=-1. L’oubli du facteur 4 donne 5, l’inversion du signe donne 15, et une addition de trop donne -3.

6. Une suite arithmétique possède U0=5U_0=5 et U8=29U_8=29. Quelle expression donne la somme de U0U_0 à U8U_8 ?

9×(5+29)9\times(5+29)
8×5+2928\times\frac{5+29}{2}
9×29−529\times\frac{29-5}{2}
9×5+2929\times\frac{5+29}{2}

$$9\times\frac{5+29}{2}$$

Explication

La somme de U0U_0 à UnU_n compte n+1n+1 termes et vaut ce nombre multiplié par la moyenne des premier et dernier termes. Ici, il y a neuf termes ; huit oublie le terme initial, l’absence de division omet la moyenne, et la différence des extrêmes ne donne pas leur moyenne.

7. Dans une suite, chaque terme est obtenu en multipliant le précédent par −2-2. Quelle caractérisation s’applique à cette suite ?

Une suite arithmétique de raison −2-2
Une suite sans raison constante, car le facteur est négatif
Une suite géométrique de raison égale au premier terme
Une suite géométrique de raison −2-2

Une suite géométrique de raison $$-2$$

Explication

Une suite est géométrique lorsque chaque terme s’obtient en multipliant le précédent par une même constante non nulle ; cette constante, ici −2-2, est la raison. Une addition constante relèverait d’une suite arithmétique, le premier terme n’est pas la raison, et une raison négative reste admissible.

8. Une suite géométrique vérifie U0=3U_0=3 et a pour raison q=2q=2. Quelle valeur obtient-on pour U5U_5 ?

1313
3232
192192
9696

$$96$$

Explication

La formule est Un=U0×qnU_n=U_0\times q^n ; ainsi U5=3×25=3×32=96U_5=3\times2^5=3\times32=96. 3232 omet le facteur initial, 1313 correspond à un calcul additif, et 192192 utilise l’exposant six.

9. Pour calculer la somme 1+3+32+⋯+351+3+3^2+\cdots+3^5 à l’aide de la formule des puissances, quelle expression faut-il obtenir ?

1−363−1\frac{1-3^6}{3-1}
1−361−36\frac{1-3^6}{1-3^6}
1−351−3\frac{1-3^5}{1-3}
1−361−3\frac{1-3^6}{1-3}

$$\frac{1-3^6}{1-3}$$

Explication

La somme de qkq^k pour kk de 0 à nn vaut 1−qn+11−q\frac{1-q^{n+1}}{1-q} ; ici, q=3q=3 et n=5n=5. L’exposant 5 omet le terme supplémentaire, le dénominateur 3−13-1 inverse la différence, et le dénominateur 1−361-3^6 ne correspond pas à la formule.

10. Une suite géométrique a pour premier terme U0=4U_0=4 et pour raison q=12q=\frac{1}{2}. Quelle expression donne la somme U0+U1+U2+U3U_0+U_1+U_2+U_3 ?

41−(12)412−14\frac{1-(\frac{1}{2})^4}{\frac{1}{2}-1}
41−(12)41−124\frac{1-(\frac{1}{2})^4}{1-\frac{1}{2}}
41−(12)31−124\frac{1-(\frac{1}{2})^3}{1-\frac{1}{2}}
1−(12)41−12\frac{1-(\frac{1}{2})^4}{1-\frac{1}{2}}

$$4\frac{1-(\frac{1}{2})^4}{1-\frac{1}{2}}$$

Explication

La somme de U0U_0 à UnU_n est U01−qn+11−qU_0\frac{1-q^{n+1}}{1-q} ; avec quatre termes, n=3n=3, donc l’exposant est 4. L’exposant 3 oublie le décalage entre l’indice final et le nombre de termes, l’expression sans facteur 4 omet U0U_0, et q−1q-1 inverse le dénominateur.

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Qu’associe une suite numérique à chaque entier de son domaine ?

Un réel noté UnU_n.

Comment s’écrit le terme général d’une suite définie explicitement par ff ?

Un=f(n)U_n=f(n) pour tout n≥n0n\ge n_0.

Quelle donnée initiale définit une suite par récurrence ?

Son premier terme Un0U_{n_0}.

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