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1ère · Suites arithmétiques

Suites géométriques

Suites géométriques

Définition

Une suite (vn)(v_n) est géométrique de raison qq si :

nN, vn+1=qvn(q0)\forall n \in \mathbb{N},\ v_{n+1} = q \cdot v_n \quad (q \neq 0)

Terme général

vn=v0qn\boxed{v_n = v_0 \cdot q^n}

Somme des termes géométriques

Sn=k=0nvk=v01qn+11q(q1)S_n = \sum_{k=0}^{n} v_k = v_0 \cdot \frac{1 - q^{n+1}}{1 - q} \quad (q \neq 1)

Comparaison


ArithmétiqueGéométrique
|---|---|---|


Relationun+1=un+ru_{n+1} = u_n + rvn+1=qvnv_{n+1} = q \cdot v_n
Terme généralun=u0+nru_n = u_0 + nrvn=v0qnv_n = v_0 \cdot q^n
CroissanceLinéaireExponentielle

Exercices de la leçon

Exercice 1

Une suite géométrique vérifie v0=2v_0 = 2 et q=3q = 3. Quelle est la valeur de v4v_4 ?

Corrigé

v4=v0q4=2×34=2×81=162v_4 = v_0 \cdot q^4 = 2 \times 3^4 = 2 \times 81 = 162

Exercice 2

Vrai ou faux : si la raison qq d'une suite géométrique vérifie 0<q<10 < q < 1 et que v0>0v_0 > 0, alors la suite est strictement décroissante.

Corrigé

Vrai : avec v0>0v_0>0 et 0<q<10<q<1, chaque terme est obtenu en multipliant le précédent par un nombre inférieur à 11, donc la suite décroît.

Exercice 3

Une suite géométrique a pour premier terme v0=5v_0=5 et raison q=12q=\dfrac{1}{2}. Calcule v3v_3 et précise si la suite est croissante ou décroissante.

Corrigé

On applique la formule du terme général vn=v0qnv_n=v_0\cdot q^n, puis on détermine le sens de variation selon le signe de v0v_0 et la position de qq par rapport à 11.

Exercice 4

Calcule la somme S=1+2+4+8++512S = 1+2+4+8+\cdots+512 (suite géométrique de raison 22, v0=1v_0=1, dernier terme 512512).

Corrigé

On identifie d'abord le nombre de termes à partir du dernier terme donné, puis on applique la formule de la somme géométrique Sn=v01qn+11qS_n=v_0\dfrac{1-q^{n+1}}{1-q}.

Exercice 5

Une suite géométrique a pour termes v2=12v_2=12 et v5=96v_5=96. Détermine la raison qq (positive) et le premier terme v0v_0.

Corrigé

Le rapport de deux termes séparés de kk rangs est égal à qkq^k ; on en déduit qq par racine cubique, puis v0v_0 en remontant à partir d'un terme connu.

Exercice 6

Une suite géométrique vérifie 0<q<10<q<1 et v0>0v_0>0. Explique pourquoi la somme Sn=v01qn+11qS_n=v_0\dfrac{1-q^{n+1}}{1-q} se rapproche d'une limite finie quand nn tend vers ++\infty, et exprime cette limite.

Corrigé

C'est le principe de la somme d'une série géométrique convergente : lorsque q<1|q|<1, qn+10q^{n+1}\to0, ce qui permet de calculer la limite de la somme partielle.

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