Suite arithmétique : raison et terme général
Les suites arithmétiques sont l'un des premiers grands chapitres de Première, et elles préparent directement les suites géométriques et le raisonnement par récurrence de Terminale. Voici la méthode pour reconnaître une suite arithmétique, calculer sa raison et exprimer son terme général, avec le piège classique qui coûte des points en contrôle.
Qu'est-ce qu'une suite arithmétique ?
Une suite (u_n) est arithmétique si on passe d'un terme au suivant en ajoutant toujours le même nombre, appelé la raison et noté r :
u(n+1) = u(n) + r
Pour vérifier qu'une suite est arithmétique, on calcule u(n+1) - u(n) pour plusieurs valeurs de n : si le résultat est toujours le même nombre, la suite est arithmétique et ce nombre est sa raison.
La formule du terme général
Si (u_n) est arithmétique de premier terme u0 et de raison r, on peut calculer n'importe quel terme sans passer par tous les précédents, grâce à la formule du terme général :
u_n = u0 + n × r
Plus généralement, entre deux termes quelconques u_p et u_q : u_q = u_p + (q - p) × r
Sens de variation d'une suite arithmétique
Le sens de variation d'une suite arithmétique ne dépend que du signe de la raison r :
- Si r > 0, la suite est croissante.
- Si r < 0, la suite est décroissante.
- Si r = 0, la suite est constante.
Comme pour une fonction affine, aucun calcul supplémentaire n'est nécessaire : le signe de r suffit.
Dans la formule u_n = u0 + n × r, l'exposant n représente le nombre de fois où l'on a ajouté la raison depuis u0, pas le rang du terme moins 1 de façon automatique. Beaucoup d'élèves confondent u0 et u1 comme premier terme et se trompent d'un cran dans la formule. Vérifie toujours à quel indice commence la suite dans l'énoncé avant d'appliquer la formule.
Exercice corrigé
Énoncé. (u_n) est une suite arithmétique telle que u0 = 7 et u5 = 22.
- Calculer la raison r de la suite.
- Exprimer u_n en fonction de n.
- Calculer u12.
- Déterminer le sens de variation de la suite.
On utilise u_q = u_p + (q - p) × r avec p = 0 et q = 5 :
u5 = u0 + 5r ⟺ 22 = 7 + 5r ⟺ 5r = 15 ⟺ r = 3
u_n = u0 + n × r = 7 + 3n, donc pour tout entier n : u_n = 3n + 7
u12 = 3 × 12 + 7 = 36 + 7 = 43
Vérification : u5 = 3×5 + 7 = 15 + 7 = 22, ce qui correspond bien à la donnée de l'énoncé.
La raison r = 3 est strictement positive, donc la suite (u_n) est croissante.
Ce qu'il faut retenir
Une suite arithmétique avance toujours du même pas r. Sa formule u_n = u0 + n × r permet de calculer n'importe quel terme directement, sa raison se retrouve à partir de deux termes connus, et son sens de variation se lit uniquement sur le signe de r. Vérifie toujours ton résultat en recalculant un terme déjà donné dans l'énoncé.
Questions fréquentes
Comment reconnaître qu'une suite est arithmétique ?
Une suite est arithmétique si on passe d'un terme au suivant en ajoutant toujours le même nombre, la raison r. Concrètement, on calcule u(n+1) - u(n) pour plusieurs valeurs de n : si le résultat est constant, la suite est arithmétique.
Quelle est la formule du terme général d'une suite arithmétique ?
Si (u_n) est arithmétique de premier terme u0 et de raison r, alors pour tout entier n : u_n = u0 + n × r. Cette formule permet de calculer n'importe quel terme sans connaître les précédents.
Comment calculer la raison à partir de deux termes ?
Si on connaît u_p et u_q (avec p différent de q), la raison vaut r = (u_q - u_p) / (q - p). C'est la même idée que le coefficient directeur d'une droite : une variation divisée par un écart d'indices.
Comment savoir si une suite arithmétique est croissante ou décroissante ?
Tout dépend du signe de la raison r : si r > 0, la suite est croissante ; si r < 0, elle est décroissante ; si r = 0, elle est constante. On n'a pas besoin de calculer plusieurs termes pour le savoir.
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