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1ère · Suites arithmétiques

Définition et terme général

Suites arithmétiques

Définition

Une suite (un)nN(u_n)_{n \in \mathbb{N}} est dite arithmétique s'il existe un réel rr tel que :

nN, un+1=un+r\forall n \in \mathbb{N},\ u_{n+1} = u_n + r

Le réel rr s'appelle la raison de la suite.

Terme général

Si (un)(u_n) est arithmétique de premier terme u0u_0 et de raison rr :

un=u0+nr\boxed{u_n = u_0 + n \cdot r}

Exemple : u0=3u_0 = 3, r=5r = 5 \implies un=3+5nu_n = 3 + 5n

Vérification : u1=3+5=8u_1 = 3 + 5 = 8, u2=3+10=13u_2 = 3 + 10 = 13... ✓

Sens de variation

- Si r>0r > 0 : la suite est strictement croissante
- Si r<0r < 0 : la suite est strictement décroissante
- Si r=0r = 0 : la suite est constante

Exercices de la leçon

Exercice 1

La suite (un)(u_n) vérifie u0=2u_0 = 2 et r=3r = 3. Quelle est la valeur de u5u_5 ?

Corrigé

u5=u0+5r=2+5×3=2+15=17u_5 = u_0 + 5r = 2 + 5 \times 3 = 2 + 15 = 17

Exercice 2

Dans une suite arithmétique, u3=14u_3 = 14 et u7=30u_7 = 30. Quelle est la raison rr ?

Corrigé

On a u7u3=4ru_7 - u_3 = 4r, donc 3014=4r    r=164=430 - 14 = 4r \implies r = \frac{16}{4} = 4.

Exercice 3

Soit (un)(u_n) une suite arithmétique telle que u2+u5=21u_2 + u_5 = 21 et u1=3u_1 = 3. Quelle est la raison ?

Corrigé

u2=u1+r=3+ru_2 = u_1 + r = 3 + r et u5=u1+4r=3+4ru_5 = u_1 + 4r = 3 + 4r. Donc (3+r)+(3+4r)=21    6+5r=21    r=3(3+r) + (3+4r) = 21 \implies 6 + 5r = 21 \implies r = 3.

Exercice 4

Une suite arithmétique a pour premier terme u0=5u_0 = -5 et raison r=2,5r = 2{,}5. Calcule u10u_{10} et précise le sens de variation de la suite.

Corrigé

On applique directement la formule du terme général un=u0+nru_n = u_0+nr, puis on détermine le sens de variation à partir du signe de la raison rr.

Exercice 5

Soit (un)(u_n) une suite arithmétique de raison rr. On sait que u4=22u_4 = 22 et u10=46u_{10} = 46. Détermine rr et u0u_0, puis donne l'expression de unu_n en fonction de nn.

Corrigé

On utilise deux termes connus pour former un système permettant de retrouver d'abord la raison rr (par différence), puis le premier terme u0u_0.

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