Bonjour !
Dans cette séquence de mathématiques, tu vas chercher à répondre à la grande question écrite en haut de la page. Elle se fait en 2 séances. Pour chaque séance : lis la consigne, étudie les documents, réponds aux questions sur ta feuille ou sur l'ENT, puis recopie l'essentiel dans ton cahier. Tu peux imprimer cette page avec le bouton « Imprimer ».
À la fin, je serai capable de :
- Générer une suite (formule explicite, récurrence, algorithme)
- Reconnaître et étudier une suite arithmétique ou géométrique (terme général, variations, sommes)
- Déterminer un seuil à l'aide d'un algorithme
Les mots importants
Ressources de la séquence
Les notions, les repères et les pistes pour aller plus loin, utiles pour toutes les séances.
Les notions à maîtriser
- Suite numérique
- Fonction définie sur ℕ : à chaque rang n on associe un terme uₙ.
- Récurrence
- Définition d'un terme à partir du précédent : uₙ₊₁ = f(uₙ).
- Suite arithmétique
- uₙ₊₁ = uₙ + r ; terme général uₙ = u₀ + nr ; croissance linéaire.
- Suite géométrique
- uₙ₊₁ = q × uₙ ; terme général uₙ = u₀ × qⁿ ; croissance ou décroissance exponentielle.
- Somme de termes
- 1 + 2 + … + n = n(n + 1)/2 ; pour q ≠ 1, 1 + q + … + qⁿ = (1 − qⁿ⁺¹)/(1 − q).
- Seuil
- Premier rang à partir duquel les termes dépassent (ou passent sous) une valeur donnée.
Repères
| Date | Événement |
|---|---|
| IIIe s. av. J.-C. | Archimède encadre π à l'aide de polygones. |
| 1202 | Fibonacci, Liber abaci : la suite des lapins. |
| XIVe s. | Oresme calcule des sommes de suites géométriques. |
| XIXe s. | Cauchy et Weierstrass définissent rigoureusement la limite. |
Pour aller plus loin
Sources et bibliographie
- Ahmed Djebbar, Une histoire de la science arabe, Seuil, 2001.
- Jean Dieudonné (dir.), Abrégé d'histoire des mathématiques, Hermann, 1978.
- Ian Stewart, Professor Stewart's Cabinet of Mathematical Curiosities, Profile Books, 2008.
Mon parcours : je choisis mon rythme
- Pour les élèves qui ont besoin de plus de temps : énoncé découpé en petites questions, rappel de cours en marge, calculatrice ou tableur autorisés pendant l'entraînement, correction pas à pas en vidéo ou en classe virtuelle.
- Pour les élèves qui avancent vite : question d'approfondissement (démonstration, généralisation, programme Python à écrire), problème ouvert à rédiger et à présenter à l'oral.
Séance 1 · Suites arithmétiques : croissance linéaire
65 minSéance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes avec coups de pouce.
La question du jour
Comment prévoir une épargne qui augmente toujours de la même somme ?
Mon plan de travail
- 10 min → Lancement en classe virtuelle : Je suis le lancement (ou j'écoute la capsule) et je recopie la problématique.
- 12 min → Travail autonome : Je fais l'activité 1 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 18 min → Travail autonome : Je fais l'activité 2 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 15 min → Travail à rendre : Je fais l'activité 3 et je la dépose sur l'ENT (ou j'envoie une photo) dans les trois jours.
- 10 min → Mise en commun : Je corrige avec une autre couleur et je complète la trace écrite.
Le cours à lire · Suites arithmétiques
Une suite associe à chaque entier n un nombre uₙ. On peut la définir par une formule explicite uₙ = f(n) ou par une relation de récurrence uₙ₊₁ = f(uₙ) et un premier terme. Une suite est arithmétique de raison r si l'on passe d'un terme au suivant en ajoutant r : uₙ₊₁ = uₙ + r. Alors uₙ = u₀ + nr : les points (n ; uₙ) sont alignés, c'est le lien avec les fonctions affines (croissance linéaire). Elle est croissante si r > 0, décroissante si r < 0. Somme : 1 + 2 + … + n = n(n + 1)/2 (on écrit la somme dans les deux sens et on additionne). Plus généralement, une somme de termes consécutifs vaut nombre de termes × (premier + dernier)/2.
Document 1 · L'épargne de Léa
Situation-problème.
Léa ouvre un livret avec 200 €. Chaque mois, elle y ajoute 50 €. On note uₙ la somme sur le livret après n mois (u₀ = 200). On néglige les intérêts.
Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).
Activité 1 · Chercher
12 minSupports : Document 1
Calculez et justifiez.
- Calculez u₁, u₂, u₃.
- Quelle est la nature de la suite ? Son terme général ?
- Somme sur le livret après un an ?
Ce qui est attendu (6 pts) : Calculs et justification
Activité 2 · Démontrer
18 minSupports : Cours
Suivez la démonstration et appliquez.
- Écrivez S = 1 + 2 + … + 100 dans les deux sens et additionnez : que vaut 2S ?
- Généralisez à 1 + 2 + … + n.
- Combien de places dans un amphithéâtre de 10 rangs, de 30 places au premier rang et 3 de plus à chaque rang ?
Ce qui est attendu (7 pts) : Démonstration et application
Activité 3 · Modéliser
15 minSupports : Documents et cours
Léa hésite avec une autre offre : 500 € au départ et 25 € par mois. Comparez les deux offres (tableau de valeurs à la calculatrice ou au tableur, puis calcul) et rédigez une conclusion. Pour bien commencer : Pour n mois, l'offre 1 coûte… et l'offre 2… · Les deux offres coûtent le même prix quand… · Je conseille donc à Léa…
Ce qui est attendu (7 pts) : Modélisation et calcul · Rédaction
Trace écrite · document à compléter (papier ou ENT)
Complète la trace écrite avec les mots de la banque, puis recopie-la dans ton cahier.
Une suite arithmétique de raison r vérifie uₙ₊₁ = uₙ + ______ et uₙ = u₀ + n × r. Ses points sont _______ : la croissance est ________. 1 + 2 + … + n = n(n + 1)/2.
Séance 2 · Suites géométriques : croissance exponentielle et seuils
65 minSéance approfondie : cours développé, documents sourcés, activités exigeantes avec coups de pouce.
La question du jour
Combien d'années faut-il pour doubler un capital placé à 3 % par an ?
Mon plan de travail
- 10 min → Lancement en classe virtuelle : Je suis le lancement (ou j'écoute la capsule) et je recopie la problématique.
- 12 min → Travail autonome : Je fais l'activité 1 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 18 min → Travail autonome : Je fais l'activité 2 ; j'utilise les coups de pouce seulement si je bloque.
- 15 min → Travail à rendre : Je fais l'activité 3 et je la dépose sur l'ENT (ou j'envoie une photo) dans les trois jours.
- 10 min → Mise en commun : Je corrige avec une autre couleur et je complète la trace écrite.
Le cours à lire · Suites géométriques
Une suite est géométrique de raison q si l'on passe d'un terme au suivant en multipliant par q : uₙ₊₁ = q × uₙ. Alors uₙ = u₀ × qⁿ. Une évolution à taux fixe t se modélise par une suite géométrique de raison q = 1 + t : +3 % par an donne q = 1,03 ; −10 % donne q = 0,9. Pour reconnaître une suite géométrique, on regarde le rapport de deux termes consécutifs. Si u₀ > 0, la suite est croissante pour q > 1 et décroissante pour 0 < q < 1. Somme : pour q ≠ 1, 1 + q + … + qⁿ = (1 − qⁿ⁺¹)/(1 − q). Un algorithme de seuil (boucle « tant que ») donne le premier rang où un terme dépasse une valeur : c'est une première approche de la limite.
Document 1 · Un placement à 3 %
Situation-problème et programme Python.
Un capital de 1 000 € est placé à intérêts composés au taux de 3 % par an. On note Cₙ le capital après n années (C₀ = 1 000). Programme fourni, en Python : def seuil() ; C = 1000 ; n = 0 ; tant que C < 2000 (while), on remplace C par C × 1,03 et n par n + 1 ; on renvoie n.
Source : Situation construite pour la séance par le professeur (données fictives, choisies pour être réalistes).
Activité 1 · Chercher
12 minSupports : Document 1
Calculez (calculatrice autorisée pour l'entraînement).
- Calculez C₁ et C₂.
- Nature de la suite et terme général ?
- Valeur après 10 ans ?
Ce qui est attendu (6 pts) : Calculs et justification
Activité 2 · Programmer
18 minSupports : Document 1
Écrivez le programme dans Basthon, exécutez-le et analysez-le.
- Que renvoie seuil() ?
- Pourquoi une boucle « while » et non « for » ?
- Modifiez le programme pour un taux de 6 %. Que constatez-vous ?
Ce qui est attendu (7 pts) : Algorithme et interprétation
Activité 3 · Démontrer
15 minSupports : Cours
Démontrez que pour q ≠ 1, S = 1 + q + … + qⁿ vérifie S − qS = 1 − qⁿ⁺¹, puis calculez 1 + 2 + 4 + … + 2¹⁰. Pour bien commencer : Je calcule qS en multipliant chaque terme par q… · En soustrayant, presque tous les termes… · Pour q = 2 et n = 10, …
Ce qui est attendu (7 pts) : Démonstration · Application
Trace écrite · document à compléter (papier ou ENT)
Complète la trace écrite avec les mots de la banque, puis recopie-la dans ton cahier.
Une suite géométrique de raison q vérifie uₙ₊₁ = ______ × uₙ et uₙ = u₀ × qⁿ. Une évolution à taux fixe se modélise par une suite ___________. Pour trouver un seuil, on utilise une boucle ________.
Fiche à trous · je complète
Complète le texte avec les mots de la banque (sur papier ou dans le document de l'ENT).
Une suite arithmétique de raison r vérifie uₙ₊₁ = uₙ + ______.
Une suite géométrique de raison q vérifie uₙ₊₁ = ______ × uₙ.
Une évolution à taux fixe est modélisée par une suite ___________.
1 + 2 + … + n = n(n + 1)/______.
Ce que j'ai appris
- Générer une suite (formule explicite, récurrence, algorithme)
- Reconnaître et étudier une suite arithmétique ou géométrique (terme général, variations, sommes)
- Déterminer un seuil à l'aide d'un algorithme