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Suites arithmétiques : Terme général et raison

Identifier une suite arithmétique, déterminer sa raison et calculer un terme quelconque à l'aide de la formule explicite.

Duree estimee : 20 min

Définition : une évolution constante

Imagine un escalier dont toutes les marches ont la même hauteur. Pour passer d'une marche à la suivante, tu ajoutes toujours la même quantité. C'est le principe d'une suite arithmétique : elle modélise une croissance linéaire.

Illustration en cours de conception

Visualisons cette progression constante.

Mathématiquement, une suite est arithmétique si on passe d'un terme au suivant en ajoutant toujours le même nombre réel , appelé la raison.

Relation de récurrence :
Exemple : Soit et . Le terme vaut . Le terme vaut . On ajoute 3 à chaque étape ( représente le rang ou l'étape).

Formule explicite : le calcul direct

Si tu dois calculer le terme , faire 100 additions est trop long. Il faut une formule pour aller directement du départ à l'arrivée . Cela revient à ajouter fois la raison d'un seul coup.

Dessin d'une ligne de temps horizontale. À gauche, un point marqué 'u(0)'. À droite, un point marqué 'u(n)'. Une grande flèche courbe part de u(0) et atterrit directement sur u(n). Au-dessus de la flèche, il est écrit '+ n fois r'.
On remplace les petits pas successifs par un grand saut.
Formule explicite (en fonction de ) :
Reprenons et . Pour trouver , on calcule : . C'est immédiat.
Attention si la suite commence à ! Il y a un pas de moins à faire pour arriver à . La formule devient .

Relier deux termes quelconques

Parfois, on ne connaît pas le début de la suite, mais seulement un terme en cours de route (par exemple ). Pour calculer un autre terme (), on utilise l'écart entre les rangs.

Formule générale :
Le terme correspond simplement au nombre de pas qui séparent les deux rangs. Tu ajoutes la raison autant de fois qu'il y a de pas d'écart.
On sait que et . On cherche . L'écart est pas. Donc .

Retrouver la raison et modéliser

Si on te donne deux termes d'une suite arithmétique sans la raison, tu peux la retrouver. C'est exactement comme calculer le coefficient directeur (la pente) d'une fonction affine : on divise la variation de valeur par la variation de rang.

Exemple : et . L'écart de rang est . L'écart de valeur est . La raison est .
Graphique cartésien simple. Des points alignés représentent la suite. Un triangle rectangle est dessiné entre deux points A et B pour montrer la différence de hauteur (vertical) et la différence de rang (horizontal).
La raison correspond à la pente de la droite formée par les points.
En résumé : une suite arithmétique modélise un phénomène discret à croissance linéaire. Si tu connais la raison et un point, tu peux tout prévoir.

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