Les suites arithmétiques et géométriques sont deux types de suites parmi les plus importantes en mathématiques, et elles apparaissent fréquemment dans divers domaines, de la finance à la physique. Dans cet article, nous allons explorer en profondeur ces deux types de suites, en examinant leurs définitions, leurs propriétés et des exemples concrets.
Les Suites Arithmétiques et Géométriques
Suite Arithmétique :
Une suite $(u_n)$ est dite arithmétique si la différence entre deux termes consécutifs est constante. Cette différence constante est appelée la raison de la suite, généralement notée $r$.
Formellement, une suite $(u_n)$ est arithmétique s’il existe un nombre réel $r$ tel que pour tout entier naturel $n$ :
$$u_{n+1} = u_n + r$$
Le terme général d’une suite arithmétique est donné par :
$$u_n = u_0 + nr$$
où $u_0$ est le premier terme de la suite.
Suite Géométrique :
Une suite $(v_n)$ est dite géométrique si le rapport entre deux termes consécutifs est constant. Ce rapport constant est appelé la raison de la suite, généralement noté $q$.
Formellement, une suite $(v_n)$ est géométrique s’il existe un nombre réel $q$ tel que pour tout entier naturel $n$ :
$$v_{n+1} = v_n \cdot q$$
Le terme général d’une suite géométrique est donné par :
$$v_n = v_0 \cdot q^n$$
où $v_0$ est le premier terme de la suite.
Somme des termes :
La somme des $n$ premiers termes d’une suite arithmétique est donnée par :
$$S_n = \frac{n}{2}(u_0 + u_{n-1})$$
La somme des $n$ premiers termes d’une suite géométrique est donnée par :
$$S_n = v_0 \cdot \frac{1 – q^n}{1 – q}$$
si $q \neq 1$. Si $q = 1$, alors $S_n = n \cdot v_0$.
Exemples sur les Suites Arithmétiques et Géométriques
Exemple de suite arithmétique :
Considérons la suite $(u_n)$ définie par $u_0 = 2$ et $r = 3$. Les premiers termes de la suite sont : 2, 5, 8, 11, 14, …
Le terme général est $u_n = 2 + 3n$.
Exemple de suite géométrique :
Considérons la suite $(v_n)$ définie par $v_0 = 3$ et $q = 2$. Les premiers termes de la suite sont : 3, 6, 12, 24, 48, …
Le terme général est $v_n = 3 \cdot 2^n$.
Voici une illustration graphique d’une suite arithmétique :
Voici une illustration graphique d’une suite géométrique :
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