Reconnaître une suite arithmétique
Une suite (un) est arithmétique lorsque la différence entre deux termes consécutifs est constante. Cette constante est appelée la raison, généralement notée r.
On a donc :
un+1 − un = r
ou, de manière équivalente :
un+1 = un + r
Exemple de reconnaissance
Considérons la suite 5, 8, 11, 14. Les différences sont :
8 − 5 = 3, 11 − 8 = 3 et 14 − 11 = 3.
Les différences étant constantes, il s’agit d’une suite arithmétique de raison r = 3.
Calculer la raison d’une suite arithmétique
Lorsque deux termes consécutifs sont connus, la raison se calcule ainsi :
r = un+1 − un
Si deux termes quelconques up et uq sont connus, on utilise :
r = (uq − up) / (q − p)
Par exemple, si u3 = 10 et u7 = 26, alors :
r = (26 − 10) / (7 − 3) = 16 / 4 = 4.
Calculer le terme général d’une suite arithmétique
Suite commençant par u0
Si le premier terme connu est u0, la formule du terme général est :
un = u0 + nr
Suite commençant par u1
Si le premier terme connu est u1, on utilise :
un = u1 + (n − 1)r
Formule à partir d’un terme quelconque
Si l’on connaît un terme up, on peut calculer directement un avec :
un = up + (n − p)r
Exemple de calcul d’un terme
On considère une suite arithmétique telle que u1 = 7 et r = 3. Pour calculer u10 :
u10 = u1 + (10 − 1)r
u10 = 7 + 9 × 3 = 34
Le dixième terme est donc 34.
Calculer la somme des termes d’une suite arithmétique
Pour additionner des termes consécutifs, on utilise la formule :
Somme = nombre de termes × (premier terme + dernier terme) / 2
Somme de u1 à un
La somme des n premiers termes, lorsque la suite commence à u1, est :
Sn = u1 + u2 + … + un = n(u1 + un) / 2
On peut aussi utiliser la raison :
Sn = n[2u1 + (n − 1)r] / 2
Somme de u0 à un
Lorsque la suite commence à u0, il y a n + 1 termes :
Sn = u0 + u1 + … + un = (n + 1)(u0 + un) / 2
Avec la raison, cette formule devient :
Sn = (n + 1)[2u0 + nr] / 2
Somme de up à uq
Entre les indices p et q, le nombre de termes est q − p + 1. La somme vaut donc :
∑k=pq uk = (q − p + 1)(up + uq) / 2
Exemple de somme
Pour la suite définie par u1 = 7, r = 3 et u10 = 34 :
S10 = 10(7 + 34) / 2 = 205
La somme des dix premiers termes est donc 205.
Méthode rapide pour calculer une suite arithmétique
- Repérez le premier terme connu : u0, u1 ou up.
- Calculez la raison r.
- Choisissez la formule du terme général correspondant à l’indice de départ.
- Pour une somme, comptez précisément le nombre de termes, puis appliquez la formule « nombre de termes × moyenne du premier et du dernier terme ».