Enseignement scientifique • 1ère

Exemples concrets
Suites arithmétiques et applications réelles

Concepts & Exercices
\(u_n = u_0 + nr\)
Formule générale de la suite arithmétique
Économie
\(S_n = S_0 + np\)
Épargne régulière
Sciences naturelles
\(h_n = h_0 + ng\)
Croissance linéaire
Physique
\(T_n = T_0 + nt\)
Température
📊
Définition : Les suites arithmétiques modélisent des phénomènes avec variation constante.
🔄
Caractéristique : La différence entre deux termes consécutifs est constante (raison r).
📈
Représentation : Graphiquement, les points sont alignés sur une droite.
🔬
Applications : Économie, biologie, physique, démographie.
💡
Conseil : Identifier la grandeur initiale (u₀) et la variation constante (r) dans le contexte
🔍
Attention : Vérifier que la variation est bien constante entre les observations
Astuce : Calculer la différence entre deux termes successifs pour confirmer la linéarité
📋
Méthode : Définir la suite, identifier u₀ et r, utiliser la formule uₙ = u₀ + nr
Exercice 1
Un salarié place 200€ chaque mois sur un compte. S'il débute avec 1000€, quel sera son solde après 18 mois ?
Exercice 2
Une plante pousse de 4cm chaque semaine. Si elle mesure 12cm aujourd'hui, quelle sera sa taille dans 10 semaines ?
Exercice 3
La température diminue de 2°C chaque heure. Si elle est de 28°C à midi, quelle sera-t-elle à 18h ?
Exercice 4
Une ville voit sa population augmenter de 1500 habitants par an. Si elle comptait 60000 habitants en 2020, combien en comptera-t-elle en 2028 ?
Exercice 5
Une batterie se décharge de 4% par heure. Si elle est chargée à 100% initialement, quel sera son niveau après 12 heures ?
Exercice 6
Un véhicule accélère uniformément, gagnant 12 km/h chaque seconde. Si sa vitesse initiale est de 15 km/h, quelle sera-t-elle après 6 secondes ?
Exercice 7
Un réservoir perd 30L d'eau par jour. S'il contenait 2500L initialement, combien restera-t-il après 15 jours ?
Exercice 8
Un coureur améliore son temps de 20 secondes chaque mois. Si son record initial est de 5 minutes, quel sera-t-il dans 10 mois ?
Exercice 9
Une boutique vend 25 articles de plus chaque mois. Si elle en a vendu 200 en janvier, combien en vendra-t-elle en novembre ?
Exercice 10
Une ampoule LED perd 6 lumens d'éclat chaque année. Si elle émettait 800 lumens initialement, quelle sera son éclat dans 7 ans ?
Corrigé : Exercices 1 à 5
1 Solde bancaire
Définition :

Modèle financier : Épargne régulière avec augmentation constante du capital.

Méthode :

Identifier la valeur initiale (solde initial) et la variation constante (versement mensuel).

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 1000€ (solde initial), r = 200€ (versement mensuel)

Étape 2 : Déterminer le nombre de mois

n = 18 mois

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_{18} = u_0 + 18r = 1000 + 18 \times 200\)

Étape 4 : Calculer le solde final

\(u_{18} = 1000 + 3600 = 4600\)€

Réponse finale :

Le solde sera de 4600€ après 18 mois.

Règles appliquées :

Modélisation : Évolution linéaire du capital → suite arithmétique

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Addition de la valeur initiale et des versements cumulés

2 Croissance de la plante
Définition :

Modèle biologique : Croissance linéaire avec taux constant.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 12cm (hauteur actuelle), r = 4cm (croissance hebdomadaire)

Étape 2 : Déterminer le nombre de semaines

n = 10 semaines

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_{10} = u_0 + 10r = 12 + 10 \times 4\)

Étape 4 : Calculer la hauteur finale

\(u_{10} = 12 + 40 = 52\)cm

Réponse finale :

La plante mesurera 52cm dans 10 semaines.

Règles appliquées :

Croissance linéaire : Accroissement constant → suite arithmétique

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Addition de la hauteur initiale et de la croissance totale

3 Température décroissante
Définition :

Phénomène thermique : Diminution constante de température.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 28°C (température à midi), r = -2°C (baisse horaire)

Étape 2 : Calculer le nombre d'heures

De midi (12h) à 18h : 18 - 12 = 6 heures

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_6 = u_0 + 6r = 28 + 6 \times (-2)\)

Étape 4 : Calculer la température finale

\(u_6 = 28 - 12 = 16\)°C

Réponse finale :

La température sera de 16°C à 18h.

Règles appliquées :

Variation constante : Diminution régulière → suite arithmétique avec raison négative

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Attention au signe de la raison

4 Population urbaine
Définition :

Modèle démographique : Croissance régulière de la population.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 60000 (population en 2020), r = 1500 (accroissement annuel)

Étape 2 : Calculer le nombre d'années

De 2020 à 2028 : 2028 - 2020 = 8 ans

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_8 = u_0 + 8r = 60000 + 8 \times 1500\)

Étape 4 : Calculer la population finale

\(u_8 = 60000 + 12000 = 72000\) habitants

Réponse finale :

La ville comptera 72000 habitants en 2028.

Règles appliquées :

Accroissement constant : Modèle linéaire de croissance → suite arithmétique

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Addition de la population initiale et des naissances nettes

5 Niveau de batterie
Définition :

Phénomène de décharge : Diminution constante du niveau de charge.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 100% (charge initiale), r = -4% (décharge horaire)

Étape 2 : Déterminer le nombre d'heures

n = 12 heures

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_{12} = u_0 + 12r = 100 + 12 \times (-4)\)

Étape 4 : Calculer le niveau final

\(u_{12} = 100 - 48 = 52\)%

Réponse finale :

Le niveau de la batterie sera de 52% après 12 heures.

Règles appliquées :

Décharge : Variation négative → raison négative

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Soustraction de la décharge totale à la charge initiale

Corrigé : Exercices 6 à 10
6 Accélération du véhicule
Définition :

Modèle cinématique : Accélération uniforme avec gain constant de vitesse.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 15 km/h (vitesse initiale), r = 12 km/h (gain par seconde)

Étape 2 : Déterminer le temps

n = 6 secondes

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_6 = u_0 + 6r = 15 + 6 \times 12\)

Étape 4 : Calculer la vitesse finale

\(u_6 = 15 + 72 = 87\) km/h

Réponse finale :

La vitesse du véhicule sera de 87 km/h après 6 secondes.

Règles appliquées :

Accélération : Gain constant de vitesse → suite arithmétique

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Addition de la vitesse initiale et des gains cumulés

7 Réservoir d'eau
Définition :

Phénomène hydraulique : Diminution constante du volume.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 2500L (volume initial), r = -30L (perte journalière)

Étape 2 : Déterminer le nombre de jours

n = 15 jours

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_{15} = u_0 + 15r = 2500 + 15 \times (-30)\)

Étape 4 : Calculer le volume final

\(u_{15} = 2500 - 450 = 2050\)L

Réponse finale :

Il restera 2050L dans le réservoir après 15 jours.

Règles appliquées :

Dépletion : Variation négative → raison négative

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Soustraction de la perte totale au volume initial

8 Amélioration sportive
Définition :

Progression linéaire : Amélioration constante du temps de course.

Étape 1 : Convertir le temps initial

5 minutes = 5 × 60 = 300 secondes

Étape 2 : Identifier les paramètres

u₀ = 300s (temps initial), r = -20s (amélioration mensuelle)

Étape 3 : Déterminer le nombre de mois

n = 10 mois

Étape 4 : Appliquer la formule

\(u_{10} = u_0 + 10r = 300 + 10 \times (-20)\)

Étape 5 : Calculer le temps final

\(u_{10} = 300 - 200 = 100\) secondes

Étape 6 : Convertir en minutes

100 ÷ 60 = 1 minute et 40 secondes

Réponse finale :

Le temps de l'athlète sera de 1 minute et 40 secondes dans 10 mois.

Règles appliquées :

Unités : Convertir tout dans la même unité (secondes)

Amélioration : Gain de performance → raison négative

Calcul : Conversion finale pour meilleure lisibilité

9 Ventes mensuelles
Définition :

Augmentation commerciale : Croissance régulière des ventes.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 200 (ventes en janvier), r = 25 (augmentation mensuelle)

Étape 2 : Calculer le nombre de mois

De janvier (mois 0) à novembre (mois 10) : n = 10

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_{10} = u_0 + 10r = 200 + 10 \times 25\)

Étape 4 : Calculer les ventes

\(u_{10} = 200 + 250 = 450\) articles

Réponse finale :

La boutique vendra 450 articles en novembre.

Règles appliquées :

Indexation : Janvier = 0, février = 1, ..., novembre = 10

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Addition des ventes initiales et de la croissance

10 Éclat de l'ampoule
Définition :

Dégradation progressive : Diminution constante de l'éclat.

Étape 1 : Identifier les paramètres

u₀ = 800 lumens (éclat initial), r = -6 lumens (perte annuelle)

Étape 2 : Déterminer le nombre d'années

n = 7 ans

Étape 3 : Appliquer la formule

\(u_7 = u_0 + 7r = 800 + 7 \times (-6)\)

Étape 4 : Calculer l'éclat final

\(u_7 = 800 - 42 = 758\) lumens

Réponse finale :

L'ampoule émettra 758 lumens dans 7 ans.

Règles appliquées :

Dégradation : Diminution constante → raison négative

Formule : uₙ = u₀ + nr

Calcul : Soustraction de la perte totale à l'éclat initial

Exemples concrets Croissance linéaire et suites arithmétiques