06 17 80 04 86 Besoin d'un prof ?

BAC Spé Maths 2021 — Métropole J2 Septembre 2021

Métropole 13 septembre 2021
Suites numériques

Cet exercice est issu des annales officielles du Baccalauréat Spécialité Mathématiques (Terminale générale), session Métropole J2 Septembre 2021. Il porte sur le thème Suites numériques. L'énoncé est accompagné d'indices progressifs pour guider la réflexion sans donner la réponse, et d'un corrigé détaillé.

Exercice A — Principaux domaines abordés : Suites numériques ; raisonnement par récurrence.

On considère les suites $(u_n)$ et $(v_n)$ définies par :

$$u_0 = 16 \quad ; \quad v_0 = 5 ;$$

et pour tout entier naturel $n$ :

$$\begin{cases} u_{n+1} = \dfrac{3u_n + 2v_n}{5} \\[6pt] v_{n+1} = \dfrac{u_n + v_n}{2} \end{cases}$$

Question Q1

Calculer $u_1$ et $v_1$.

On considère la suite $(w_n)$ définie pour tout entier naturel $n$ par : $w_n = u_n - v_n$.

Question Q2a

Démontrer que la suite $(w_n)$ est géométrique de raison $0{,}1$. En déduire, pour tout entier naturel $n$, l'expression de $w_n$ en fonction de $n$.

Question Q2b

Préciser le signe de la suite $(w_n)$ et la limite de cette suite.

Question Q3a

Démontrer que, pour tout entier naturel $n$, on a : $u_{n+1} - u_n = -0{,}4\,w_n$.

Question Q3b

En déduire que la suite $(u_n)$ est décroissante.

On peut démontrer de la même manière que la suite $(v_n)$ est croissante. On admet ce résultat, et on remarque qu'on a alors : pour tout entier naturel $n$, $v_n \geqslant v_0 = 5$.

Question Q3c

Démontrer par récurrence que, pour tout entier naturel $n$, on a : $u_n > 5$. En déduire que la suite $(u_n)$ est convergente. On appelle $\ell$ la limite de $(u_n)$.

On peut démontrer de la même manière que la suite $(v_n)$ est convergente. On admet ce résultat, et on appelle $\ell'$ la limite de $(v_n)$.

Question Q4a

Démontrer que $\ell = \ell'$.

Question Q4b

On considère la suite $(c_n)$ définie pour tout entier naturel $n$ par : $c_n = 5u_n + 4v_n$. Démontrer que la suite $(c_n)$ est constante, c'est-à-dire que pour tout entier naturel $n$, on a : $c_{n+1} = c_n$. En déduire que, pour tout entier naturel $n$, $c_n = 100$.

Question Q4c

Déterminer la valeur commune des limites $\ell$ et $\ell'$.

Énoncé : Ministère de l'Éducation nationale — Baccalauréat Spécialité Mathématiques, Métropole J2 Septembre 2021 2021. Diffusé sous Licence Ouverte 2.0 (Etalab). Indices et correction : © Objectif Maths Tours.
Besoin d'un prof pour progresser ?
Cours particuliers de maths — à domicile à Tours et environs ou en visio partout en France. Professeur certifié, crédit d'impôt 50 %.
ou appelez directement le 06 17 80 04 86
Signaler un problème

Quel type de problème avez-vous repéré ?