05 / ANALYSE

Suites géométriques

Comprendre une évolution à taux constant et la différence entre croissance linéaire et croissance exponentielle.

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Ce que tu vas savoir faire

Modéliser une évolution répétée en pourcentage, déterminer le terme général, démontrer la nature géométrique, étudier les variations et trouver un seuil par calcul itératif.

Appuis : suites, coefficients multiplicateurs, évolution arithmétique.

Besoin d’un coup de pouce ? La méthode en 3 étapes

En clair : Une suite géométrique multiplie chaque terme par la même raison q. Dans une évolution en pourcentage, q est un coefficient multiplicateur.

  1. Transforme le taux d’évolution en coefficient : +20 % devient 1,20 ; −10 % devient 0,90.
  2. Vérifie que le quotient de deux termes successifs est constant.
  3. Calcule au rang n avec uₙ = u₀ × qⁿ ; distingue bien puissance et multiplication par n.

1. Définition et taux constant

Une suite est géométrique de raison q si u(n + 1) = q × u(n) à chaque rang. Dans ce cours, comme dans les modèles du programme, les termes sont strictement positifs : on prend u(0) > 0 et q > 0. La raison se retrouve par le quotient u(n + 1)/u(n).

u(n + 1) = qu(n) ; q = 1 + t ; t = q − 1.

Le taux t est écrit sous forme décimale. Une hausse de 4 % donne q = 1,04 ; une baisse de 12 % donne q = 0,88. Le quotient est constant, mais la différence u(n + 1) − u(n) ne l’est généralement pas.

Un capital fictif à intérêts composés

On place 1 000 € à un taux annuel hypothétique de 4 %, intérêts réinvestis et sans frais. On ne décrit pas ici une offre financière réelle. Le modèle est u(0) = 1 000 et u(n + 1) = 1,04u(n).

u(1) = 1 040 ; u(2) = 1 081,60 ; u(3) = 1 124,864. Après trois ans, on arrondit le résultat final à 1 124,86 €. Les gains annuels augmentent, parce que le taux s’applique à un capital de plus en plus grand.

2. Terme général et démonstration

Après n étapes, on a multiplié n fois par q. D’où :

u(n) = u(0)qn.
Si le premier rang est 1 : u(n) = u(1)qn − 1.
À partir du rang p : u(n) = u(p)qn − p.

Pour le capital, u(10) = 1 000 × 1,0410 ≈ 1 480,24. La hausse globale est d’environ 48,02 %, et non 40 %. Cette formule explicite fait partie du programme 2026, en complément de la récurrence.

Démontrer une nature géométrique

Pour v(n) = 240 × 0,9n, on a v(n + 1) = 240 × 0,9n + 1 = 0,9 × v(n). La suite est donc géométrique, de raison 0,9 et de premier terme 240.

Si on sait seulement que v(2) = 81 et v(3) = 72,9 et que la suite est géométrique, alors q = 72,9/81 = 0,9 et v(0) = 81/0,9² = 100. Deux valeurs seules ne démontrent pas la nature d’une suite inconnue.

Pour retrouver une valeur antérieure, on divise par le coefficient. Par exemple, si un capital vaut 1 210 après deux hausses de 10 %, sa valeur initiale est 1 210/1,1² = 1 000. Retrancher 20 % à 1 210 serait incorrect.

3. Sens de variation

Puisque u(n) > 0, la différence u(n + 1) − u(n) = (q − 1)u(n) a le signe de q − 1.

Raison et évolution
RaisonVariationInterprétation
q > 1Strictement croissanteHausse répétée
q = 1ConstanteValeur inchangée
0 < q < 1Strictement décroissanteBaisse répétée

Sur le graphique, les points ne sont généralement pas alignés. Une croissance à taux constant est dite exponentielle. Le mot désigne ici un modèle de suite : on n’a pas besoin d’introduire les fonctions exponentielles ou les logarithmes de terminale.

Le taux et la raison ne sont pas identiques

Une hausse de 10 % s’écrit q = 1,10, pas q = 0,10. Pour une baisse de 10 %, on obtient q = 0,90. Convertis toujours le pourcentage en coefficient multiplicateur avant d’élever à une puissance.

PAUSE MÉMOIRE · JE ME SOUVIENS

Puissance ou multiplication ?

Si u₀ = 80 et q = 1,2, combien vaut u₂ ?

Voir le raisonnement et la réponse

u₂ = 80 × 1,2² = 80 × 1,44 = 115,2. On ne multiplie pas q par le rang.

4. Trouver un seuil par itération

Quand le capital de 1 000 € placé au taux fictif de 4 % dépasse-t-il 1 500 € ? On recherche le plus petit entier n tel que 1 000 × 1,04n > 1 500.

Pour trouver le premier rang qui dépasse le seuil, on compare les termes voisins de 1 500 € : le terme au rang 10 reste inférieur et celui au rang 11 devient supérieur.

u(10) ≈ 1 480,24 ≤ 1 500 et u(11) ≈ 1 539,45 > 1 500. La suite est croissante : le capital est donc supérieur au seuil à partir du rang 11. Le mot « dépasse » impose une inégalité stricte (x > 1 500 et non x ≥ 1 500).

Pour une suite décroissante, par exemple v(n) = 500 × 0,8n, chercher le premier terme inférieur à 200 revient à répéter « v ← 0,8v » tant que v ≥ 200. On trouve v(4) = 204,8 et v(5) = 163,84, donc n = 5. Avant une boucle, vérifier que le seuil est atteignable ; un seuil négatif ne serait jamais franchi par cette suite positive.

5. Comparer deux croissances

Comparons A(n) = 1 000 + 50n et G(n) = 1 000 × 1,04n. Le premier ajoute 50 à chaque période ; le second augmente de 4 %.

Comparer quelques rangs
Rang nA(n)G(n), environ
101 5001 480,24
111 5501 539,45
121 6001 601,03

Au rang 11, A(11) = 1 550 et G(11) ≈ 1 539,45. Au rang 12, A(12) = 1 600 et G(12) ≈ 1 601,03. En vérifiant les rangs successifs depuis le départ, on trouve le premier dépassement au rang 12.

Ici, le dépassement persiste ensuite : dès le rang 12, la hausse de G à chaque étape vaut 0,04G(n) > 64, donc plus que les 50 ajoutés à A, et G continue de croître. Une simple intersection graphique ne justifierait pas, à elle seule, cette conclusion pour tous les rangs suivants.

6. Somme des termes

Pour une somme finie, écris les termes les uns après les autres : chaque terme s’obtient en multipliant le précédent par la raison q, puis additionne tous les termes.

100 + 50 + 25 + 12,5 = 187,5.

Pour calculer sans tableur, écris les premiers termes de la suite : u(0) = 1 000 ; u(1) = 1 000 × 1,04 = 1 040 ; u(2) = 1 040 × 1,04. La formule explicite u(n) = 1 000 × 1,04n permet de contrôler le résultat.

7. Vérifier sa compréhension

Un équipement fictif vaut initialement 800 € et perd 15 % de sa valeur par an. Définis la suite, calcule sa valeur au bout de trois ans et trouve la première année où elle vaut moins de 500 €.

Afficher la correction

v(0) = 800, q = 0,85, v(n + 1) = 0,85v(n) et v(n) = 800 × 0,85n. v(3) = 491,30 €. La suite est décroissante car les termes sont positifs et 0 < 0,85 < 1. v(2) = 578 ≥ 500 et v(3) = 491,30 < 500 : le premier rang est 3.

PAUSE MÉMOIRE · J’APPLIQUE

Traduire une baisse

Quel coefficient multiplie une valeur après une baisse de 10 % ?

Voir le raisonnement et la réponse

1 − 0,10 = 0,90. Une baisse de 10 % signifie multiplier par 0,9.

À retenir

Géométrique signifie « même quotient ». Transformer le taux en coefficient multiplicateur, compter les étapes et arrondir à la fin. Pour les seuils, compare des rangs successifs au seuil ; aucun logarithme n’est nécessaire.

À toi de jouer !

Retrouve 8 exercices interactifs liés à cette leçon, avec vérification des réponses et corrigés détaillés.

Faire les exercices du chapitre →

La bonne routine pour retenir

Pas besoin de tout réussir du premier coup : reviens à la notion à plusieurs moments, sans relire immédiatement la correction.

  1. Maintenant : réponds à une pause mémoire sans regarder le cours.
  2. Après une pause : refais une question et explique les étapes à voix haute ou par écrit.
  3. Dans quelques jours : mélange cet exercice avec d’autres chapitres pour retrouver la bonne méthode.