Évolutions et suites
Au 1er janvier, Lucas a 120 € sur son livret et ajoute 15 € chaque mois. Hugo, lui, voit son épargne augmenter de 20 % chaque mois. Qui sera le premier à dépasser 300 € ? Dans la partie 2 de l'épreuve anticipée, on te demande presque toujours de reconnaître le type d'évolution, de l'écrire avec une suite, puis de répondre à une question de seuil. Pas de calculatrice : les nombres sont choisis pour que les calculs restent simples.
Pourcentages et coefficients multiplicateurs
Une évolution de $t\ \%$ correspond au coefficient multiplicateur $CM = 1 + \dfrac{t}{100}$.
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Hausse de $25\ \%$ : $CM = 1{,}25$.
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Baisse de $20\ \%$ : $CM = 1 - 0{,}20 = 0{,}8$.
Pourquoi multiplier ? Parce que la seconde évolution s'applique au prix déjà modifié, pas au prix initial.
Un jeu vidéo est vendu $75\ €$. Pendant les soldes, son prix baisse de $20\ \%$. En fin de période de soldes, le magasin applique une nouvelle remise de $10\ \%$ sur le…
Un jeu vidéo est vendu $75\ €$. Pendant les soldes, son prix baisse de $20\ \%$. En fin de période de soldes, le magasin applique une nouvelle remise de $10\ \%$ sur le prix soldé.
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Calculer le prix du jeu après la première baisse.
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Calculer le prix du jeu après la seconde remise.
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Déterminer le taux d'évolution global du prix par rapport au prix initial de $75\ €$.
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Après la première baisse de $20\ \%$, de quel pourcentage le prix devrait-il augmenter pour revenir à $75\ €$ ? Justifier.
Suites arithmétiques : ajouter toujours la même quantité
Lucas part de $120\ €$ et ajoute $15\ €$ chaque mois. On note $u(n)$ la somme après $n$ mois : $u(0)=120$, $u(1)=135$, $u(2)=150$…
Pourquoi cette formule ? Pour passer du rang $0$ au rang $n$, on ajoute $n$ fois la raison $r$.
Le sens de variation se lit sur $r$ : la suite est croissante si $r>0$, décroissante si $r<0$. Les points $(n\ ;\ u(n))$ sont alignés : c'est une fonction affine dont le coefficient directeur est $r$.
On peut aussi représenter la suite : les points $(n\ ;\ u_n)$ sont alignés sur une droite. Pour un seuil, on lit graphiquement l'abscisse du premier point situé au-dessus (ou en dessous) de la valeur cherchée. De même, pour une suite géométrique, les points forment une courbe qui monte de plus en plus vite si $q>1$.
Lucas décide d'économiser pour s'acheter un vélo. Le 1er janvier, il dispose de $120\ €$ sur son livret. Ensuite, il ajoute $15\ €$ à la fin de chaque mois. On note…
Lucas décide d'économiser pour s'acheter un vélo. Le 1er janvier, il dispose de $120\ €$ sur son livret. Ensuite, il ajoute $15\ €$ à la fin de chaque mois. On note $u(n)$ la somme, en euros, dont dispose Lucas $n$ mois après le 1er janvier. On a donc $u(0)=120$.
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Calculer $u(1)$ et $u(2)$.
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Justifier que la suite $(u(n))$ est une suite arithmétique et donner sa raison.
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Exprimer $u(n)$ en fonction de $n$.
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Calculer la somme dont dispose Lucas $10$ mois après le 1er janvier.
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Le vélo coûte $300\ €$. Au bout de combien de mois Lucas pourra-t-il l'acheter ?
Camille place $2\,000\ €$ sur un livret à intérêts simples, au taux annuel de $3\ \%$. Les intérêts sont calculés chaque année sur le capital initial de $2\,000\ €$. On…
Camille place $2\,000\ €$ sur un livret à intérêts simples, au taux annuel de $3\ \%$. Les intérêts sont calculés chaque année sur le capital initial de $2\,000\ €$. On note $u_n$ le capital, en euros, au bout de $n$ années. On a donc $u_0=2\,000$.
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Calculer le montant des intérêts versés chaque année.
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Calculer $u_1$ et $u_2$.
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Montrer que $(u_n)$ est une suite arithmétique et exprimer $u_n$ en fonction de $n$.
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Calculer le capital de Camille au bout de $10$ ans.
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Au bout de combien d'années Camille disposera-t-elle d'au moins $2\,900\ €$ ?
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Dans un repère, on représente les points de coordonnées $(n\ ;\ u_n)$ pour $n$ entier naturel. Ces points sont-ils alignés ? Justifier.
Suites géométriques : multiplier toujours par le même coefficient
Une évolution de $t\ \%$ par période multiplie la quantité par $CM = 1+\dfrac{t}{100}$ à chaque période.
Ici, la raison $q$ est le coefficient multiplicateur $CM$. Pour aller du rang $0$ au rang $n$, on multiplie $n$ fois par $q$.
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Si $q > 1$ : la suite est croissante (hausse).
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Si $0 < q < 1$ : la suite est décroissante (baisse).
Dans un laboratoire de Lille, une colonie compte $1\,000$ bactéries à midi. Le nombre de bactéries augmente de $10\ \%$ chaque heure. On note $u_n$ le nombre de…
Dans un laboratoire de Lille, une colonie compte $1\,000$ bactéries à midi. Le nombre de bactéries augmente de $10\ \%$ chaque heure. On note $u_n$ le nombre de bactéries $n$ heures après midi. On a donc $u_0=1\,000$.
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Calculer $u_1$ et $u_2$.
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Justifier que la suite $(u_n)$ est géométrique et préciser sa raison.
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Exprimer $u_n$ en fonction de $n$.
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Calculer $u_3$. On rappelle que $1{,}1^3=1{,}331$.
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On donne le tableau de valeurs suivant, où les valeurs sont arrondies au centième.
| $n$ | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
|---|---|---|---|---|---|
| $1{,}1^n\approx$ | 1,61 | 1,77 | 1,95 | 2,14 | 2,36 |
À partir de combien d'heures le nombre de bactéries aura-t-il doublé ?
Inès place $4\,000\ €$ sur un compte à intérêts composés, au taux annuel de $5\ \%$. On note $v_n$ le capital, en euros, au bout de $n$ années. On a donc $v_0=4\,000$.…
Inès place $4\,000\ €$ sur un compte à intérêts composés, au taux annuel de $5\ \%$. On note $v_n$ le capital, en euros, au bout de $n$ années. On a donc $v_0=4\,000$.
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Calculer $v_1$ et $v_2$.
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Justifier que $(v_n)$ est une suite géométrique et exprimer $v_n$ en fonction de $n$.
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Si le placement avait été à intérêts simples au même taux de $5\ \%$, quel serait le capital au bout de $2$ ans ? Comparer avec $v_2$.
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Préciser le sens de variation de la suite $(v_n)$. Justifier.
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On donne le tableau de valeurs suivant, où les valeurs sont arrondies au centième.
| $n$ | 10 | 12 | 14 | 15 | 16 |
|---|---|---|---|---|---|
| $1{,}05^n\approx$ | 1,63 | 1,80 | 1,98 | 2,08 | 2,18 |
Au bout de combien d'années le capital d'Inès aura-t-il dépassé $8\,000\ €$ ?
On injecte à un patient une dose de $400$ mg d'un médicament. Chaque heure, la quantité de médicament présente dans le sang diminue de $20\ \%$. On note $u_n$ la…
On injecte à un patient une dose de $400$ mg d'un médicament. Chaque heure, la quantité de médicament présente dans le sang diminue de $20\ \%$. On note $u_n$ la quantité de médicament, en mg, présente $n$ heures après l'injection. On a donc $u_0=400$.
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Calculer $u_1$ et $u_2$.
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Justifier que $(u_n)$ est une suite géométrique, puis exprimer $u_n$ en fonction de $n$.
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Préciser le sens de variation de la suite $(u_n)$.
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Déterminer le taux d'évolution global de la quantité de médicament sur deux heures.
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On donne le tableau de valeurs suivant, où les valeurs sont arrondies au centième.
| $n$ | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|
| $0{,}8^n\approx$ | 0,33 | 0,26 | 0,21 | 0,17 |
Le médicament devient inefficace lorsque la quantité présente est inférieure ou égale à $100$ mg. Au bout de combien d'heures cela se produit-il ?
- Pour un autre médicament, la quantité est divisée par $4$ en deux heures, avec le même taux d'évolution horaire chaque heure. Déterminer ce taux d'évolution horaire.
Taux moyen et problème de seuil
Taux d'évolution moyen
Si une quantité subit $n$ évolutions identiques de coefficient $c$ et que le coefficient global vaut $CM_{global}$, alors $c^n = CM_{global}$, donc $c = CM_{global}^{1/n}$ (racine $n$-ième). Le taux moyen est $c-1$.
Problème de seuil
On cherche à partir de quel rang une suite dépasse une valeur. Sans calculatrice, on te donne un tableau de valeurs : on lit le premier rang qui convient.
Pour comparer une suite arithmétique et une suite géométrique, on place les deux dans un même tableau. Si $q>1$, la suite géométrique finit toujours par dépasser la suite arithmétique, même si elle démarre plus bas ; le tableau permet de trouver à partir de quel rang.
Retour au début : Lucas atteint $300\ €$ quand $120+15n \geqslant 300$, soit $n \geqslant 12$ mois ; Hugo, qui part de $100\ €$ à $+20\ \%$ par mois, a $100 \times 1{,}2^n$ ; avec $1{,}2^7 \approx 3{,}58$, il dépasse $300\ €$ dès $n=7$ mois, donc avant Lucas.
Entre le 1er janvier 2024 et le 1er janvier 2026, la population d'une commune est passée de $20\,000$ à $28\,800$ habitants. 1. Calculer le coefficient multiplicateur…
Entre le 1er janvier 2024 et le 1er janvier 2026, la population d'une commune est passée de $20\,000$ à $28\,800$ habitants.
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Calculer le coefficient multiplicateur global, puis le taux d'évolution global de la population sur ces deux années.
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On suppose que la population a augmenté du même taux $t$ chaque année. Justifier que le coefficient multiplicateur annuel $c$ vérifie $c^2=1{,}44$, puis déterminer $t$.
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On suppose que la population continue d'augmenter de $20\ \%$ par an. Calculer la population au 1er janvier 2027.
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Dans cette commune, un loyer a augmenté de $8\ \%$ une année, puis de $5\ \%$ l'année suivante. Calculer le taux d'évolution global du loyer sur les deux années.
Louise et Hugo économisent pour un voyage. Au mois $0$, Louise possède $200\ €$ et Hugo $100\ €$. Chaque mois, Louise ajoute $30\ €$ à son épargne. On note $u(n)$ la…
Louise et Hugo économisent pour un voyage. Au mois $0$, Louise possède $200\ €$ et Hugo $100\ €$.
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Chaque mois, Louise ajoute $30\ €$ à son épargne. On note $u(n)$ la somme possédée par Louise au mois $n$.
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Chaque mois, l'épargne de Hugo augmente de $20\ \%$. On note $v(n)$ la somme possédée par Hugo au mois $n$.
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Calculer $u(1)$, $u(2)$, $v(1)$ et $v(2)$.
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Préciser la nature des suites $(u(n))$ et $(v(n))$, puis exprimer $u(n)$ et $v(n)$ en fonction de $n$.
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On donne le tableau de valeurs suivant, où les valeurs sont arrondies au centième.
| $n$ | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| $1{,}2^n\approx$ | 2,49 | 2,99 | 3,58 | 4,30 | 5,16 | 6,19 |
- a) Calculer $u(8)$ et donner une valeur approchée de $v(8)$. Qui possède la plus grande somme au mois $8$ ?
- b) Déterminer le premier mois où Hugo possède strictement plus d'argent que Louise. Justifier.
- Réaliser un schéma sur lequel apparaissent l'allure des nuages de points représentant $u(n)$ et $v(n)$ pour $n$ allant de $0$ à $10$, en faisant figurer le moment où Hugo dépasse Louise.
Un club de sport de Nantes compte $500$ adhérents fin 2024. En 2025, le nombre d'adhérents augmente de $25\ \%$. En 2026, il diminue de $20\ \%$. 1. Calculer le nombre…
Un club de sport de Nantes compte $500$ adhérents fin 2024. En 2025, le nombre d'adhérents augmente de $25\ \%$. En 2026, il diminue de $20\ \%$.
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Calculer le nombre d'adhérents fin 2025, puis fin 2026.
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Déterminer le taux d'évolution global du nombre d'adhérents entre fin 2024 et fin 2026. Interpréter le résultat.
À partir de fin 2026, le club étudie deux scénarios. On note $n$ le nombre d'années écoulées depuis fin 2026.
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Scénario A : le club gagne $30$ adhérents chaque année. On note $a_n$ le nombre d'adhérents.
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Scénario B : le nombre d'adhérents augmente de $5\ \%$ chaque année. On note $b_n$ le nombre d'adhérents.
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Exprimer $a_n$ et $b_n$ en fonction de $n$.
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On donne le tableau de valeurs suivant, où les valeurs sont arrondies au centième.
| $n$ | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|
| $1{,}05^n\approx$ | 1,22 | 1,28 | 1,34 | 1,41 |
- a) Dans le scénario A, au bout de combien d'années le club compte-t-il au moins $650$ adhérents ?
- b) Dans le scénario B, au bout de combien d'années le club compte-t-il au moins $650$ adhérents ?
- c) Quel scénario permet d'atteindre $650$ adhérents le plus rapidement ?
L'essentiel
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Évolution de $t\ \%$ : $CM = 1+\dfrac{t}{100}$. Évolutions successives : on multiplie les $CM$. Évolution réciproque : $\dfrac{1}{CM}$.
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Suite arithmétique de raison $r$ : $u(n+1)=u(n)+r$ et $u(n)=u(0)+nr$ (croissance linéaire, intérêts simples).
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Suite géométrique de raison $q>0$ : $u_{n+1}=q\,u_n$ et $u_n=u_0\,q^n$ (croissance exponentielle, intérêts composés) ; croissante si $q>1$, décroissante si $0
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Taux moyen sur $n$ périodes : $c = CM_{global}^{1/n}$, taux $= c-1$.
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Problème de seuil : lire le premier rang qui convient dans un tableau de valeurs, puis rédiger une phrase de conclusion.