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Terminale STI2D
Exercices (non corrigés) de mathématiques en terminale STI2D: suites numériques et limite de suites
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- Exercices (non corrigés) de mathématiques en terminale STI2D: suites numériques et limite de suites
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- Exercices de mathématiques, maths, suites, limites, STI, STI2D, terminale, TSTI2D
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\documentclass[12pt]{article} \usepackage{amsfonts}\usepackage{amssymb} \usepackage[french]{babel} \usepackage{amsmath} \usepackage[utf8]{inputenc} \usepackage{calc} \usepackage{enumerate} \usepackage{array} \usepackage{pst-all} \usepackage{hyperref} \hypersetup{ pdfauthor={Yoann Morel}, pdfsubject={Exercices de mathématiques: Suites et limites}, pdftitle={Suites et limites - Exercices}, pdfkeywords={Mathématiques, TSTI2D, terminale, STI2D, suites, limites, exercices} } \hypersetup{ colorlinks = true, linkcolor = red, anchorcolor = red, citecolor = blue, filecolor = red, urlcolor = red } \voffset=-1cm % Raccourcis diverses: \newcommand{\nwc}{\newcommand} \nwc{\dsp}{\displaystyle} \nwc{\ct}{\centerline} \nwc{\bge}{\begin{equation}}\nwc{\ene}{\end{equation}} \nwc{\bgar}{\begin{array}}\nwc{\enar}{\end{array}} \nwc{\bgit}{\begin{itemize}}\nwc{\enit}{\end{itemize}} \nwc{\bgen}{\begin{enumerate}}\nwc{\enen}{\end{enumerate}} \nwc{\la}{\left\{}\nwc{\ra}{\right\}} \nwc{\lp}{\left(}\nwc{\rp}{\right)} \nwc{\lb}{\left[}\nwc{\rb}{\right]} \nwc{\bgsk}{\bigskip} \nwc{\vsp}{\vspace{0.1cm}} \nwc{\vspd}{\vspace{0.2cm}} \nwc{\vspt}{\vspace{0.3cm}} \nwc{\vspq}{\vspace{0.4cm}} \def\N{{\rm I\kern-.1567em N}} \def\D{{\rm I\kern-.1567em D}} \def\No{\N_0} \def\R{{\rm I\kern-.1567em R}} \def\C{{\rm C\kern-4.7pt \vrule height 7.7pt width 0.4pt depth -0.5pt \phantom {.}}} \def\Q{\mathbb{Q}} \def\Z{{\sf Z\kern-4.5pt Z}} \renewcommand{\Re}{\mathcal{R}e} \renewcommand{\Im}{\mathcal{I}\!m} \def\epsi{\varepsilon} \def\lbd{\lambda} \def\tht{\theta} \def\Cf{\mathcal{C}_f} \nwc{\tm}{\times} \nwc{\V}[1]{\overrightarrow{#1}} \nwc{\zb}{\mbox{$0\hspace{-0.67em}\mid$}} \nwc{\db}{\mbox{$\hspace{0.1em}|\hspace{-0.67em}\mid$}} \nwc{\ul}[1]{\underline{#1}} \newcounter{nex}%[section] \setcounter{nex}{0} \newenvironment{EX}{% \stepcounter{nex} \bgsk{\noindent\large {\bf Exercice }\arabic{nex}}\hspace{0.2cm} }{} \nwc{\bgex}{\begin{EX}}\nwc{\enex}{\end{EX}} \nwc{\bgmp}{\begin{minipage}}\nwc{\enmp}{\end{minipage}} \nwc{\limcdt}[4]{ $\dsp \lim_{\bgar{ll}\scriptstyle{#1}\vspace{-0.2cm}\\\scriptstyle{#2}\enar} {#3}={#4}$ } \headheight=0cm \textheight=26.2cm \topmargin=-1.8cm \footskip=0.8cm \textwidth=18.8cm \oddsidemargin=-1.3cm % Bandeau en bas de page \newcommand{\TITLE}{Suites et limites - Exercices} \author{Y. Morel} \date{} \usepackage{fancyhdr} \pagestyle{fancyplain} \setlength{\headheight}{0cm} \renewcommand{\headrulewidth}{0pt} \renewcommand{\footrulewidth}{0.1pt} \lhead{}\chead{}\rhead{} \lfoot{Y. Morel - \url{https://xymaths.fr/Lycee/TSTI/}} \rfoot{\TITLE\ - \thepage/\pageref{LastPage}} \cfoot{} %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% \begin{document} \vspace*{0.1cm} \hfill{\LARGE \bf \TITLE} \hfill $T^{\mbox{\scriptsize{ale}}}S$ \bgex Je décide de placer 10\,000 euros sur un compte épargne rémunéré à 4\% à intér\^ets composés. \bgen \item Quel est le montant dont je dispose au bout de une année ? de deux années ? de dix années ? \item Au bout de combien d'années mon capital aura-t'il doublé ? \item Combien d'années faudra-t'il attendre pour avoir un capital de 50\,000 euros ? \enen \enex \bgex Soit $(u_n)$ une suite définie pour tout $n\in\N$ par $u_n=n^2+n-1$. \vsp \bgen \item Exprimer en fonction de $n$: \qquad a)\ \ $u_{n-1}$ \qquad b)\ \ $u_{n+1}$ \qquad c)\ \ $u_{n+1}-u_n$ \qquad \item La suite $(u_n)$ est-elle géométrique ? \enen \enex \vspace{-0.2cm} \bgex Soit $(u_n)$ la suite définie pour tout entier naturel $n$ non nul par $u_n=\dfrac{n+1}{n^2+1}$. \bgen \item Déterminer la fonction $f$ telle que $u_n=f(n)$. \item Etudier le sens de variation de $f$ et en déduire celui de $(u_n)$. \item Calculer $u_{10}$, $u_{100}$, $u_{10\,000}$, $u_{10^8}$ et $u_{10^{18}}$. Que peut-on dire des valeurs $u_n$ lorsque $n$ devient de plus en plus grand ? \enen \enex \bgex Même exercice avec les suites $(u_n)$ définies par les expressions suivantes: 1) $u_n=\dfrac{n^2-1}{n^2+1}$. \qquad 2) $u_n=3n^2+4n-5$. \qquad 3) $u_n=-n^3+6n^2-9n+5$. \enex \bgex $(u_n)$ est la suite définie par $u_0=3$ et, pour tout entier $n$, $u_{n+1}=\dfrac{3u_n}{3+2u_n}$. Calculer les premiers termes $u_1$, $u_2$, $u_3$, $u_4$, puis $u_{10}$, $u_{100}$, $u_{1000}$. Quel semble \^etre le comportement des valeurs $u_n$ lorsque $n$ devient de plus en plus grand ? \enex \bgex $(u_n)$ est la suite définie par $u_0=1$ et, pour tout entier $n$, $u_{n+1}=\dfrac23 u_n-\dfrac16$. Calculer les premiers termes $u_1$, $u_2$, $u_3$, $u_4$, puis $u_{10}$, $u_{100}$, $u_{1000}$. Quel semble \^etre le comportement des valeurs $u_n$ lorsque $n$ devient de plus en plus grand ? \enex \bgex On considère les deux suites $(u_n)$ et $(v_n)$ définies par $u_n=0,9999^n$ et $v_n=1,0001^n$. \bgen \item Montrer que ces deux suites sont des suites géométriques, en precisant leurs premier terme et raison. \item Indiquer la valeur de $n$ à partir de laquelle on a: a) $u_n\leqslant 0,9$ \quad b) $u_n\leqslant 0,5$ \quad c) $u_n\leqslant 0,1$ \qquad d) $u_n\leqslant 10^{-3}$ \quad e) $u_n\leqslant 10^{-6}$ \qquad f) $u_n\leqslant 10^{-9}$ \qquad \item De m\^eme, indiquer la valeur de $n$ à partir de laquelle on a: a) $v_n\geqslant 2$ \qquad b) $v_n\geqslant 10$ \qquad c) $v_n\geqslant 10^3$ \qquad d) $v_n\geqslant 10^6$ \qquad e) $v_n\geqslant 10^9$ \qquad f) $v_n\geqslant 10^{30}$ \qquad \item Quel semble \^etre le comportement de ces deux suites lorsque $n$ devient de plus en plus grand ? \enen \enex \bgex On définit la suite $(u_n)$ par l'expression $u_n=n^2-20n$, pour tout entier naturel $n$. \bgen \item Démontrer que pour tout entier $n$, $u_n=(n-10)^2-100$. \item Déterminer à partir de quel rang $n$ on a $u_n\geqslant 10^6$. \item Déterminer à partir de quel rang $n$ on a $u_n\geqslant 10^{12}$. \item Soit $p$ un entier naturel quelconque. Déterminer à partir de quel rang $n$ on a $u_n\geqslant 10^p$. Conclure quant à la limite de la suite $(u_n)$. \enen \enex \bgex Soit la suite $(u_n)$ définie par $u_n=\dfrac{10^6}{n+1}$, pour tout $n\in\N$. \bgen \item Donner les valeurs des premiers termes $u_0$, $u_1$, $u_2$, puis de $u_{10}$, $u_{100}$, $u_{10^4}$, $u_{10^6}$. Quel semble \^etre le comportement des valeurs $u_n$ lorsque $n$ devient grand ? \item Déterminer à partir de quel rang $n$ on a $u_n\leqslant \dfrac{1}{100}$. \item Déterminer à partir de quel rang $n$ on a $u_n\leqslant 10^{-6}$. \item Soit $p$ un entier naturel quelconque, déterminer à partir de quel rang $n$ on a $u_n\leqslant 10^{-p}$. Conclure quant à la limite de la suite $(u_n)$. \enen \enex \bgex Soit $\lp u_n\rp$ la suite définie pour tout entier $n$ par $u_n=\dfrac{n-2}{n+2}$. \bgen \item Démontrer que, pour tout entier $n$, $u_n-1=\dfrac{-4}{n+2}$. \item Déterminer à partir de quel rang $n$ on a $|u_n-1|\leqslant 10^{-3}$. \item Déterminer à partir de quel rang $n$ on a $|u_n-1|\leqslant 10^{-9}$. \item Soit $p$ un entier naturel quelconque, déterminer à partir de quel rang $n$ on a $|u_n-1|\leqslant 10^{-p}$. Conclure quant à la limite de la suite $(u_n)$. \enen \enex \bgex Dans chacun des cas suivants, déterminer la limite de la suite $(u_n)$: \noindent a)\ \ $u_n=n^3+\dfrac{1}{n}$ \quad b)\ \ $u_n=(3n+1)(-7n+5)$ \quad c)\ \ $u_n=\dfrac{3-\dfrac{4}{n}}{\dfrac{2}{n^2}}$ \quad d)\ \ $u_n=n^3-n^2-1$ \quad e)\ \ $u_n=\dfrac{2n^2+1}{-n^2+6}$ \noindent f)\ \ $u_n=\dfrac{n^2+3n-5}{n^3-6n^2+1}$ \quad g)\ \ $u_n=\dfrac{9-n^2}{(n+1)(2n+1)}$ \quad h)\ \ $u_n=\dfrac13-\dfrac{n}{2n+1}$ \quad i)\ \ $u_n=\dfrac{2}{3n}-\dfrac{2n^2+3}{3n^2+n+1}$ \enex \bgex Soit $(u_n)$ la suite géométrique définie par $u_0=8$ et pour tout entier $n$ par $u_{n+1}=-\dfrac12u_n$. \bgen \item Calculer $u_1$, $u_2$, $u_3$, $u_4$ et $u_5$. \item Exprimer $u_n$ en fonction de $n$. \enen \enex \bgex Une population de bactéries double chaque jour. Il y a initialement 1000 bactéries. On note $u_n$ le nombre de bactéries le n$^\text{ième}$ jour. \bgen \item Quelle est la nature de la suite $(u_n)$. \item Déterminer le nombre de bactéries présentent au bout de 3 jours, puis au bout de 10 jours. \item Au bout de combien de jours, la population sera-t'elle supérieure à 10\,000\,000. \enen \enex \bgex On place un capital de $10\,000$ euros avec intér\^ets composés au taux de 2,3\% par an. Cela signifie que les intér\^ets d'une année s'ajoutent au capital et produisent à leur tour des intér\^ets l'année suivante. On note $C_n$ le capital acquis au bout de $n$ années. En particulier $C_0=10\,000$ euros. \bgen \item Calculer $C_1$, $C_2$ et $C_3$. \item Donner pour tout entier $n$ l'expression de $C_{n+1}$ en fonctin de $C_n$. En déduire que $(C_n)$ est une suite géométrique dont on précisera la raison. \item Donner l'expression de $C_n$ en fonction de $n$. \item Au bout de combien d'années le capital initial aura-t'il doublé ? \enen \enex \bgex On dispose d'une citerne d'un volume de 1500 litres remplie au deux tiers. Chaque jour, 5\% de son contenu s'évapore. On note $v_n$ le volume d'eau contenu dans la citerne au bout de $n$ jours. \bgen \item Donner la valeur de $v_0$, le volume initial d'eau dans la citerne, puis de $v_1$ et $v_2$. \item Quelle est la nature de la suite $(v_n)$. \item Peut-on arroser, après dix jours, 65 arbustes, chacun de ceux-ci nécessitant 10 litres d'eau ? \enen \enex \bgex Un groupe industriel décide de réduire progressivement sa quantité de rejets de 4\% par an. L'objectif du groupe est de diminuer globalement ses rejets, de 50\,000 tonnes par an en 2010, à une quantité inférieur à 30\,000 tonnes en 10 ans. \bgen \item Quelle est la quantité de rejets du groupe en 2011 ? en 2012 ? \item On note $r_n$ la quantité de rejets l'année "$2010+n$". \bgen[a)] \item Exprimer $r_{n+1}$ en fonction de $r_n$. Quelle est la nature de la suite $r_n$ ? \item Exprimer alors $r_n$ en fonction de $n$. \item Calculer, à la tonne près, la quantité de rejets en 2020. L'objectif global annoncé est-il atteint ? \enen \item Un taux annuel de diminution de 5\% permettrait-il de respecter la norme ? \enen \enex \bgex Soit la suite géométrique $(u_n)$ définie par $u_0=27$ et pour tout entier $n$ par $u_{n+1}=-\dfrac13u_n$. \bgen \item Calculer la somme $S_{10}=u_0+u_1+\dots+u_{10}$. \item Exprimer $u_n$ en fonction $n$, puis la somme $S_n=u_0+u_1+\dots+u_n$. Quel semble \^etre la limite de $S_n$ ? \enen \enex \bgex $(u_n)$ est une suite géométrique telle que $u_2=4$ et $u_4=\dfrac{16}{9}$. Calculer la somme $S_{15}=u_0+u_1+\dots+u_{15}$. \enex \bgex Déterminer la limite des suites définies par les expressions suivantes: \noindent a) $u_n=3\tm2,3^n$ \quad b) $u_n=-600\tm 0,2^n+0,003$ \quad c) $u_n=\dfrac{2+0,98^n}{3\tm0,97^n+6}$ \quad d) $u_n=3\tm(-1,3)^n$ \enex \label{LastPage} \end{document}
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