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Montrer qu’une suite est géométrique

jeudi 29 décembre 2016, par Neige

Méthode

Il existe différentes méthodes pour démontrer qu’une suite est géométrique.
On présente ici la plus classique en Terminale ES.

Une suite $(u_{n})$ est géométrique si et seulement si pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1}=a\times u_{n}$ où $a$ est un nombre indépendant de $n$.

Pour démontrer qu’un suite est géométrique, on peut donc montrer qu’elle respecte bien la relation $u_{n+1}=a\times u_{n}$.
Lors des épreuves de BAC, il est fréquent d’utiliser la rédaction suivante :
$u_{n+1}=... \qquad $(d’après la relation donnée dans l’énoncé)
$\\ \qquad =... \\ \qquad =a\times u_{n}$
Donc $(u_{n})$ est géométrique de raison $a$.

Un exemple en vidéo

D’autres exemples pour s’entraîner

  • Niveau moyen
    On considère la suite $(u_{n})$ telle que $u_0=12$ et définie pour tout entier naturel $n$ par $u_{n+1}=3u_n-4$. Par ailleurs, on considère la suite $(v_{n})$ définie pour tout entier naturel $n$ par $v_{n}=u_n-2$.
    Montrer que $(v_{n})$ est une suite géométrique et préciser sa raison ainsi que son premier terme.
Voir la solution

Soit $n$ un entier naturel.
$v_{n+1}=u_{n+1}-2$ d’après l’énoncé.
$\qquad =(3u_n-4)-2$ d’après l’énoncé.
$\qquad =3u_n-6$
$\qquad =3(u_n-2)$ en factorisant (on peut aussi remplacer $u_n$ par $v_n+2$)
$\qquad =3v_n$
Donc $(v_{n})$ est une suite géométrique de raison 3.
De plus, le premier terme de cette suite est $v_0=u_0-2=10$.

  • Niveau difficile
    On considère la suite $(u_{n})$ telle que $u_0=7$ et définie pour tout entier naturel $n$ par $u_{n+1}=\frac{2}{u_n-1}$. Par ailleurs, on considère la suite $(v_{n})$ définie pour tout entier naturel $n$ par $v_{n}=\frac{u_n+1}{u_n-2}$.
    Montrer que $(v_{n})$ est une suite géométrique et préciser sa raison ainsi que son premier terme.
Voir la solution

Soit $n$ un entier naturel.
$v_{n+1}=\frac{u_{n+1}+1}{u_{n+1}-2}$ d’après l’énoncé.
$\qquad =\frac{\frac{2}{u_n-1}+1}{\frac{2}{u_n-1}-2}$
$\qquad =\frac{(\frac{2}{u_n-1}+1)\times (u_n-1)}{(\frac{2}{u_n-1}-2)\times (u_n-1)}$ en multipliant numérateur et dénominateur par $u_n-1$
$\qquad =\frac{2+(u_n-1)}{2-2(u_n-1)}$
$\qquad =\frac{u_n+1}{-2u_n+4}$
$\qquad =\frac{u_n+1}{-2(u_n-2)}$
$\qquad =-\frac{1}{2}\times \frac{u_n+1}{u_n-2}$
$\qquad =-\frac{1}{2}\times v_n$
Donc $(v_{n})$ est une suite géométrique de raison $-\frac{1}{2}$.
De plus, le premier terme de cette suite est $v_0=\frac{u_0+1}{u_0-2}=\frac{8}{5}$.

Au Bac

On utilise cette méthode pour résoudre :

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