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ExercicePremière, chapitre 2 — Suites · Suites particulières

Exercice 26

DémonstrationCalcul

1. Vérifier que la suite (wn)(w_{n}) définie sur ℕ\mathbb{N} par : wn=2n−2n+2w_{n} = 2^{n} - 2n + 2 n’est ni arithmétique ni géométrique.

2. (a) Prouver que la suite (un)(u_{n}) définie sur ℕ\mathbb{N} par : un=−2n+2u_{n} = -2n + 2 est arithmétique.

(b) Prouver que la suite (vn)(v_{n}) définie sur ℕ\mathbb{N} par : vn=2nv_{n} = 2^{n} est géométrique.

3. Calculer alors la somme : S=w0+w1+⋯+w10S = w_0 + w_1 + \cdots + w_{10}.

Corrigé

1. Les premiers termes valent w0=3w_{0}=3, w1=2w_{1}=2, w2=2w_{2}=2 et w3=4w_{3}=4. Les différences successives valent −1-1 puis 00 : la suite n'est pas arithmétique. Les quotients valent 23\dfrac{2}{3} puis 11 : elle n'est pas géométrique non plus. (wn) n’est ni arithmeˊtique ni geˊomeˊtrique\boxed{(w_{n})\text{ n'est ni arithmétique ni géométrique}}

2. (a) un+1−un=−2(n+1)+2−(−2n+2)=−2u_{n+1}-u_{n}=-2(n+1)+2-(-2n+2)=-2 : arithmeˊtique de raison −2, avec u0=2\boxed{\text{arithmétique de raison }-2\text{, avec }u_{0}=2}

(b) vn+1vn=2n+12n=2\dfrac{v_{n+1}}{v_{n}}=\dfrac{2^{n+1}}{2^{n}}=2 : geˊomeˊtrique de raison 2, avec v0=1\boxed{\text{géométrique de raison }2\text{, avec }v_{0}=1}

3. On remarque que wn=vn+unw_{n}=v_{n}+u_{n} : on peut donc séparer la somme en deux. S=(20+21+⋯+210)⏟geˊomeˊtrique+(u0+u1+⋯+u10)⏟arithmeˊtiqueS=\underbrace{\left(2^{0}+2^{1}+\cdots+2^{10}\right)}_{\text{géométrique}} +\underbrace{\left(u_{0}+u_{1}+\cdots+u_{10}\right)}_{\text{arithmétique}} La première somme comporte 1111 termes et vaut 1−2111−2=2 047\dfrac{1-2^{11}}{1-2}=2\,047. La seconde comporte également 1111 termes, de u0=2u_{0}=2 à u10=−18u_{10}=-18, et vaut 11×2−182=−8811\times\dfrac{2-18}{2}=-88. S=2 047−88=1 959\boxed{S=2\,047-88=1\,959}

Dans l'édifice

Thèmes

suites, suite arithmétique, suite géométrique, sommes de termes

Notions

suite

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