Enseignement scientifique • 1ère

Interprétation graphique
Suites arithmétiques et représentation visuelle

Concepts & Exercices
\(u_n = u_0 + nr\)
Suite arithmétique
Relation
\(y = ax + b\)
Similaire à la suite arithmétique
Coefficient directeur
\(a = r\)
Pente de la droite
Ordonnée à l'origine
\(b = u_0\)
Valeur initiale
📊
Définition : Les points d'une suite arithmétique sont alignés sur une droite dans un repère.
🔄
Caractéristique : Le coefficient directeur de la droite est la raison r de la suite.
📈
Représentation : Si r > 0, la suite est croissante (droite ascendante).
📉
Représentation : Si r < 0, la suite est décroissante (droite descendante).
💡
Conseil : Les points (n, uₙ) sont alignés sur une droite d'équation y = rx + u₀
🔍
Attention : Seuls les points d'abscisses entières correspondent aux termes de la suite
Astuce : Pour trouver r, calculer la pente entre deux points de la suite
📋
Méthode : Tracer la droite passant par les points (0, u₀) et (1, u₁)
Exercice 1
Soit (uₙ) une suite arithmétique avec u₀ = 2 et r = 3. Tracer les points pour n = 0, 1, 2, 3, 4 et identifier la droite.
Exercice 2
Soit (vₙ) une suite arithmétique avec v₀ = 10 et r = -2. Tracer les points pour n = 0 à 5 et interpréter la pente.
Exercice 3
Une suite arithmétique a pour premier terme 5 et pour troisième terme 11. Déterminer graphiquement la raison et tracer la droite.
Exercice 4
Soit (wₙ) une suite arithmétique avec w₂ = 8 et w₅ = 17. Trouver graphiquement u₀ et r, puis tracer la droite.
Exercice 5
Un graphique montre une suite arithmétique passant par les points (0, 5) et (4, 17). Déterminer l'équation de la droite.
Exercice 6
La température d'un objet varie linéairement dans le temps. Si T(0) = 20°C et T(3) = 35°C, tracer la droite et interpréter.
Exercice 7
La population d'une ville suit une suite arithmétique. Si P(0) = 50000 et P(5) = 55000, tracer la droite et prédire P(10).
Exercice 8
La vitesse d'un objet augmente linéairement. Si v(0) = 10 m/s et v(4) = 30 m/s, tracer la droite et déterminer l'accélération.
Exercice 9
Une batterie se décharge linéairement. Si C(0) = 100% et C(5) = 75%, tracer la droite et déterminer le taux de décharge.
Exercice 10
Le prix d'un produit augmente linéairement. Si P(0) = 50€ et P(3) = 65€, tracer la droite et déterminer le prix dans 8 ans.
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Suite arithmétique croissante
Définition :

Suite arithmétique : uₙ = u₀ + nr, avec u₀ = 2 et r = 3.

Méthode :

Calculer les premiers termes, tracer les points (n, uₙ), et identifier la droite passant par ces points.

Étape 1 : Calculer les termes

u₀ = 2, u₁ = 2+3 = 5, u₂ = 2+6 = 8, u₃ = 2+9 = 11, u₄ = 2+12 = 14

Étape 2 : Identifier les points

(0,2), (1,5), (2,8), (3,11), (4,14)

Étape 3 : Tracer la droite

L'équation de la droite est y = 3x + 2

Réponse finale :

Les points sont alignés sur la droite d'équation y = 3x + 2, avec coefficient directeur r = 3.

Règles appliquées :

Graphique : Les points (n, uₙ) sont alignés sur une droite

Équation : y = rx + u₀ pour une suite arithmétique

Interprétation : La pente de la droite est la raison r

2 Suite arithmétique décroissante
Définition :

Suite arithmétique décroissante : vₙ = v₀ + nr, avec v₀ = 10 et r = -2.

Étape 1 : Calculer les termes

v₀ = 10, v₁ = 10-2 = 8, v₂ = 10-4 = 6, v₃ = 10-6 = 4, v₄ = 10-8 = 2, v₅ = 10-10 = 0

Étape 2 : Identifier les points

(0,10), (1,8), (2,6), (3,4), (4,2), (5,0)

Étape 3 : Tracer la droite

L'équation de la droite est y = -2x + 10

Réponse finale :

Les points sont alignés sur la droite d'équation y = -2x + 10, avec coefficient directeur r = -2.

Règles appliquées :

Décroissance : Lorsque r < 0, la suite est décroissante

Pente négative : La droite descend de gauche à droite

Interprétation : La valeur absolue de r indique la pente

3 Détermination de la raison
Définition :

Suite arithmétique avec points connus : u₀ = 5 et u₃ = 11.

Étape 1 : Utiliser la formule générale

u₃ = u₀ + 3r, donc 11 = 5 + 3r

Étape 2 : Résoudre pour r

3r = 11 - 5 = 6, donc r = 2

Étape 3 : Identifier l'équation de la droite

y = 2x + 5

Réponse finale :

La raison est r = 2 et l'équation de la droite est y = 2x + 5.

Règles appliquées :

Détermination : Utiliser deux points connus pour trouver r

Calcul : uₙ = u₀ + nr → r = (uₙ - u₀)/n

Graphique : La droite passe par (0, u₀) et a pour pente r

4 Suite avec deux termes connus
Définition :

Suite arithmétique avec deux termes : w₂ = 8 et w₅ = 17.

Étape 1 : Utiliser la formule générale pour les deux termes

w₂ = u₀ + 2r = 8 et w₅ = u₀ + 5r = 17

Étape 2 : Soustraire les équations

(u₀ + 5r) - (u₀ + 2r) = 17 - 8

3r = 9, donc r = 3

Étape 3 : Trouver u₀

u₀ + 2(3) = 8 → u₀ = 8 - 6 = 2

Étape 4 : Identifier l'équation de la droite

y = 3x + 2

Réponse finale :

Le premier terme est u₀ = 2, la raison est r = 3, et l'équation de la droite est y = 3x + 2.

Règles appliquées :

Système : Deux équations pour deux inconnues (u₀ et r)

Élimination : Soustraire les équations pour éliminer u₀

Substitution : Utiliser la valeur trouvée pour r dans une équation

5 Lecture graphique
Définition :

Point de départ et point d'arrivée : La droite passe par (0, 5) et (4, 17).

Étape 1 : Identifier l'ordonnée à l'origine

Le point (0, 5) donne u₀ = 5

Étape 2 : Calculer la pente

r = (17 - 5)/(4 - 0) = 12/4 = 3

Étape 3 : Identifier l'équation de la droite

y = 3x + 5

Réponse finale :

L'équation de la droite est y = 3x + 5.

Règles appliquées :

Lecture graphique : (0, u₀) donne directement u₀

Pente : r = (y₂ - y₁)/(x₂ - x₁)

Équation : y = rx + u₀

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Variation de température
Définition :

Modèle thermique linéaire : T(0) = 20°C et T(3) = 35°C.

Étape 1 : Identifier les points

(0, 20) et (3, 35)

Étape 2 : Calculer la pente (taux de variation)

r = (35 - 20)/(3 - 0) = 15/3 = 5°C par unité de temps

Étape 3 : Identifier l'équation

y = 5x + 20

Réponse finale :

L'équation de la droite est T(t) = 5t + 20. La température augmente de 5°C par unité de temps.

Règles appliquées :

Interprétation physique : La pente représente le taux de variation

Unités : La pente a des unités (ici °C par unité de temps)

Linéarité : La variation est constante dans le temps

7 Évolution de population
Définition :

Modèle démographique linéaire : P(0) = 50000 et P(5) = 55000.

Étape 1 : Identifier les points

(0, 50000) et (5, 55000)

Étape 2 : Calculer la pente

r = (55000 - 50000)/(5 - 0) = 5000/5 = 1000 habitants par an

Étape 3 : Identifier l'équation

y = 1000x + 50000

Étape 4 : Calculer P(10)

P(10) = 1000(10) + 50000 = 60000 habitants

Réponse finale :

L'équation de la droite est P(t) = 1000t + 50000. La population sera de 60000 habitants dans 10 ans.

Règles appliquées :

Prédiction : Utiliser l'équation pour estimer des valeurs futures

Interprétation : La pente représente l'accroissement annuel

Modèle linéaire : Hypothèse de croissance constante

8 Accélération constante
Définition :

Modèle cinématique linéaire : v(0) = 10 m/s et v(4) = 30 m/s.

Étape 1 : Identifier les points

(0, 10) et (4, 30)

Étape 2 : Calculer la pente

r = (30 - 10)/(4 - 0) = 20/4 = 5 m/s²

Étape 3 : Identifier l'équation

y = 5x + 10

Réponse finale :

L'équation de la droite est v(t) = 5t + 10. L'accélération est de 5 m/s².

Règles appliquées :

Physique : La pente de la courbe vitesse-temps est l'accélération

Unités : La pente a des unités de (vitesse)/(temps)

Linéarité : Accélération constante → vitesse linéaire

9 Décharge de batterie
Définition :

Modèle de décharge linéaire : C(0) = 100% et C(5) = 75%.

Étape 1 : Identifier les points

(0, 100) et (5, 75)

Étape 2 : Calculer la pente

r = (75 - 100)/(5 - 0) = -25/5 = -5% par unité de temps

Étape 3 : Identifier l'équation

y = -5x + 100

Réponse finale :

L'équation de la droite est C(t) = -5t + 100. Le taux de décharge est de 5% par unité de temps.

Règles appliquées :

Décharge : Pente négative indique une diminution

Taux : La valeur absolue de la pente est le taux de décharge

Interprétation : Modèle linéaire de décharge

10 Évolution du prix
Définition :

Modèle économique linéaire : P(0) = 50€ et P(3) = 65€.

Étape 1 : Identifier les points

(0, 50) et (3, 65)

Étape 2 : Calculer la pente

r = (65 - 50)/(3 - 0) = 15/3 = 5€ par an

Étape 3 : Identifier l'équation

y = 5x + 50

Étape 4 : Calculer P(8)

P(8) = 5(8) + 50 = 40 + 50 = 90€

Réponse finale :

L'équation de la droite est P(t) = 5t + 50. Le prix sera de 90€ dans 8 ans.

Règles appliquées :

Prédiction économique : Utiliser le modèle linéaire pour estimer des prix futurs

Interprétation : La pente représente l'augmentation annuelle

Limites : Le modèle linéaire suppose une croissance constante

Interprétation graphique Croissance linéaire et suites arithmétiques