Entrez le premier terme (le premier nombre de la suite), la raison (le nombre par lequel on multiplie à chaque pas) et le nombre de termes (jusqu’où aller), puis appuyez sur « Calculer ». Vous obtenez d’un coup les premiers termes, le terme de rang n et la somme des n premiers termes. La formule en dessous est reliée aux champs : vous pouvez aussi modifier le premier terme, la raison et le nombre de termes directement dans la formule. Quand la valeur absolue de la raison est inférieure à 1, la somme à l’infini (somme de la série géométrique) s’affiche aussi.
Table des matières
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Ce que vous pouvez faire sur cette page
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À quoi sert ce calcul ?
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Mode d'emploi
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Formules et graphiques
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Symboles et termes
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Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
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Calculer avec Excel
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Calculer avec Google Sheets
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Calculer avec Python
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Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
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Faire faire le calcul par ChatGPT
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Les atouts de DataChef
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Fonctions connexes
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Liste des calculatrices NumberChef
Ce que vous pouvez faire sur cette page
- Entrez seulement trois valeurs, le premier terme, la raison (le nombre par lequel on multiplie d’un terme au suivant) et le nombre de termes, pour obtenir d’un coup le terme de rang \(n\) et la somme des \(n\) premiers termes
- Idéal pour les exercices du type « La suite 3 ; 6 ; 12 ; 24 ; … double à chaque fois. Quel est le 10e nombre ? Combien font les 10 premiers nombres additionnés ? »
- Le premier terme et la raison peuvent être décimaux ou négatifs (prenez une raison de « 0,5 » pour une suite qui est divisée par deux à chaque fois, et une raison négative pour une suite dont le signe alterne)
- Quand la valeur absolue de la raison est inférieure à 1, la calculatrice affiche aussi la somme obtenue en additionnant les termes à l’infini (la somme de la série géométrique)
- Avec le résultat, un graphique montre comment les termes doublent encore et encore (en suivant une courbe). Une explication simple des formules et des formules à copier-coller pour Excel, Google Sheets et Python sont aussi réunies sur cette page
À quoi sert ce calcul ?
Avec des intérêts composés, où les intérêts rapportent eux aussi des intérêts, le solde est multiplié chaque année par le même coefficient : il forme une suite géométrique. Si vous placez 10 000 € à 3 % d’intérêts composés par an, le solde est multiplié par 1,03 chaque année. Au bout de 10 ans, il vaut \(10\,000 \times 1{,}03^{10} \approx 13\,439\) € (en supposant un taux constant pendant les 10 ans).
« Combien dans k ans ? » est exactement le calcul du terme de rang \(n\) d’une suite géométrique. La différence avec les intérêts simples, qui augmentent de la même somme chaque année (une suite arithmétique), c’est « augmenter en ajoutant ou en multipliant ».
Les bactéries qui se multiplient par division doublent en nombre à chaque division : elles forment une suite géométrique de raison 2. Si une bactérie se divise toutes les 20 minutes, au bout de 6 heures (18 divisions) on en compte \(2^{18} = 262\,144\), plus de 260 000 (dans un cas idéal, avec assez de nourriture et de place et sans bactéries qui meurent).
Cette croissance par doublement (croissance exponentielle) explique aussi pourquoi il ne faut pas laisser les aliments à température ambiante.
Pliez en deux une feuille de papier de 0,1 mm d’épaisseur : elle devient deux fois plus épaisse. Chaque pliage double l’épaisseur, qui forme donc une suite géométrique de raison 2. Sur le papier, 10 pliages donnent \(0{,}1 \times 2^{10} = 102{,}4\) mm (environ 10 cm), et 23 pliages environ 839 m : plus haut que la tour Eiffel (330 m) et même que le Burj Khalifa (828 m), le plus haut gratte-ciel du monde.
En réalité, on ne peut plier une feuille que 7 ou 8 fois. Mais « seulement 23 doublements pour dépasser le plus haut gratte-ciel du monde » montre à quel point la croissance géométrique dépasse notre intuition de l’addition.
Supposons qu’une balle remonte à chaque rebond à 60 % de la hauteur de sa chute. Lâchée de 2 m, la hauteur de ses rebonds diminue selon une suite géométrique de raison 0,6. Au 5e rebond, elle ne remonte plus qu’à \(2 \times 0{,}6^{5} \approx 0{,}16\) m (environ 16 cm).
Tout ce qui diminue du même pourcentage à chaque fois, comme l’amortissement d’une vibration ou d’un son, ou la concentration d’un médicament dans le sang, se modélise par une suite géométrique de raison inférieure à 1.
La gamme tempérée utilisée au piano et sur d’autres instruments est une suite géométrique : chaque demi-ton multiplie la fréquence par environ 1,0595 (exactement la racine douzième de 2). En montant de 12 demi-tons depuis le la (440 Hz), on obtient \(440 \times (\sqrt[12]{2})^{12} = 880\) Hz, le la exactement une octave plus haut.
Comme tous les demi-tons ont le même rapport, une mélodie sonne de la même façon dans n’importe quelle tonalité. Les suites géométriques sont au cœur de la musique.
Formules et graphiques
Symboles et termes
Symboles
| \(a\) | a | Le premier terme, le tout premier nombre de la suite. Pour la suite 3 ; 6 ; 12 ; 24 ; …, c’est 3. |
| \(r\) | r | La raison, le nombre fixe par lequel on multiplie pour passer au terme suivant. Pour 3 ; 6 ; 12 ; 24 ; …, elle vaut 2. La lettre vient de l’anglais ratio ; les manuels français la notent souvent q. Elle peut être décimale ou négative. |
| \(n\) | n | Le nombre de termes, un entier positif qui indique jusqu’où l’on va dans la suite. « Jusqu’au rang 10 », c’est \(n = 10\). |
| \(a_n\) | a indice n | Le terme de rang \(n\), le \(n\)-ième nombre de la suite. La petite lettre en bas à droite (l’indice) indique le rang. Le terme de rang \(n\) écrit comme une formule en \(n\) s’appelle le terme général. |
| \(r^{n-1}\) | r puissance n moins 1 | La raison \(r\) multipliée \(n-1\) fois par elle-même (une puissance). Du rang 1 au rang \(n\), il y a \(n-1\) pas : on multiplie une fois de moins que le nombre de termes \(n\) (du rang 1 au rang 3, il y a 2 pas). |
| \(S_n\) | S indice n | La somme des termes de rang 1 à \(n\), une écriture courte de \(a_1 + a_2 + \cdots + a_n\). S est l’initiale de « somme ». |
| \(S\) | S | La somme de la série géométrique, la valeur dont se rapproche la somme quand on additionne les termes à l’infini. On l’écrit aussi \(S_\infty\) (« S infini »). |
| \(\cdots\) | points de suspension | Un symbole qui indique que la suite continue selon la même règle. Écrire 3 ; 6 ; 12 ; 24 ; … veut dire que les nombres continuent de doubler. |
Termes
| suite | Une liste de nombres rangés dans un ordre donné. Chaque nombre de la liste s’appelle un terme. Les suites sont étudiées à partir de la Première. |
| suite géométrique | Une suite où le quotient de deux termes consécutifs est toujours le même, comme 3 ; 6 ; 12 ; 24 ; … (on multiplie par 2 à chaque fois). On passe d’un terme au suivant en multipliant toujours par la même raison. |
| terme | Chacun des nombres d’une suite. Depuis le début, on parle du terme de rang 1, du terme de rang 2, etc. |
| premier terme | Le tout premier terme d’une suite, le terme de rang 1. On l’écrit \(a\) ou \(a_1\) (ou \(u_1\), voire \(u_0\) quand la suite commence au rang 0). |
| raison | Dans une suite géométrique, le nombre fixe par lequel on multiplie pour passer au terme suivant. On obtient la même valeur en divisant n’importe quel terme par le précédent. Elle peut être décimale (par exemple 0,5 : la suite est divisée par deux à chaque fois) ou négative (le signe alterne). |
| puissance | Le produit d’un même nombre par lui-même plusieurs fois. \(2^5\) (2 puissance 5) vaut \(2 \times 2 \times 2 \times 2 \times 2 = 32\). Le petit nombre en haut à droite (l’exposant) indique le nombre de facteurs. Étudiée en 4e. |
| terme général (formule explicite) | Le terme de rang \(n\) écrit comme une formule en \(n\), aussi appelé formule explicite. Pour une suite géométrique, c’est \(a_n = a r^{n-1}\) : on remplace \(n\) par un rang et on obtient aussitôt le terme. |
| série géométrique | Les termes d’une suite géométrique additionnés à l’infini. La somme ne converge vers une valeur fixe, \(\dfrac{a}{1-r}\), que si la valeur absolue de la raison est inférieure à \(1\). Au lycée, on l’aborde en Terminale comme la limite d’une somme de termes, mais l’idée est simple : ce que l’on ajoute devient de plus en plus petit. |
| converger (convergence) | Se rapprocher autant qu’on veut d’une valeur fixe à mesure qu’on additionne (ou qu’on avance dans la suite). 100 + 50 + 25 + 12,5 + … se rapproche de 200 à mesure qu’on additionne : on dit que la somme converge vers 200. |
| suite arithmétique | Une suite où la différence entre deux termes consécutifs est toujours la même, comme 5 ; 8 ; 11 ; 14 ; … (on ajoute 3 à chaque fois). Elle ne croît pas comme une suite géométrique, où l’on multiplie par le même nombre : les formules de cette page ne s’y appliquent pas. |
Ce qu’il est utile de savoir avant de commencer
Voici ce qui aide à utiliser le calcul de cette page en le comprenant vraiment, et pas seulement en appuyant sur le bouton.
Si vous bloquez, revoir ces notions est le chemin le plus court.
| Suites de nombres et régularités (CM1-CM2, 9-11 ans) |
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| Multiplier des nombres décimaux et des fractions (CM2-6e, 10-12 ans) |
|
| Nombres relatifs (5e-4e, 12-14 ans) |
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| Puissances et calcul littéral (5e-4e, 12-14 ans) |
|
| Priorités opératoires (6e-5e, 11-13 ans) |
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Calculer avec Excel
| Premier terme a | 3 |
| Raison r | 2 |
| Nombre de termes n | 10 |
| Terme de rang n | =B1*B2^(B3-1) |
| Premier terme a | 3 |
| Raison r | 2 |
| Nombre de termes n | 10 |
| Somme des termes de rang 1 à n | =SI(B2=1;B1*B3;B1*(1-B2^B3)/(1-B2)) |
| Premier terme a | 100 |
| Raison r | 0,5 |
| Somme à l’infini | =B1/(1-B2) |
Dans les formules, « B1 » et « B2 » veulent dire « prendre le nombre de cette cellule », « * » est la multiplication, « / » la division et « ^ » la puissance (B2^(B3-1), c’est « la raison puissance (nombre de termes − 1) »).
Dans le deuxième tableau, SI(B2=1;…) distingue deux cas : « si la raison vaut 1, on prend premier terme × nombre de termes ; sinon, la formule de la somme » (avec une raison de 1, le dénominateur de la formule vaudrait 0).
Par exemple, le premier tableau affiche 1536 (le terme de rang 10) en B4, le deuxième 3069 (la somme) en B4, et le troisième 200 en B3. Il suffit de remplacer les cellules de données par vos propres nombres.
Calculer avec Google Sheets
| Premier terme a | 3 |
| Raison r | 2 |
| Nombre de termes n | 10 |
| Terme de rang n | =B1*B2^(B3-1) |
| Premier terme a | 3 |
| Raison r | 2 |
| Nombre de termes n | 10 |
| Somme des termes de rang 1 à n | =SI(B2=1;B1*B3;B1*(1-B2^B3)/(1-B2)) |
| Premier terme a | 100 |
| Raison r | 0,5 |
| Somme à l’infini | =B1/(1-B2) |
Calculer avec Python
first_term = 3 # premier terme
common_ratio = 2 # raison
number_of_terms = 10 # nombre de termes
# terme de rang n = premier terme * raison puissance (n - 1)
nth_term = first_term * common_ratio ** (number_of_terms - 1)
# somme des termes de rang 1 à n = premier terme * (1 - raison^n) / (1 - raison) ; si la raison vaut 1, premier terme * n
if common_ratio == 1:
sum_of_terms = first_term * number_of_terms
else:
sum_of_terms = first_term * (1 - common_ratio ** number_of_terms) / (1 - common_ratio)
# les 10 premiers termes de la suite (pour vérifier)
sequence = [first_term * common_ratio ** k for k in range(min(number_of_terms, 10))]
print(f"Premiers termes : {sequence}")
print(f"Terme de rang {number_of_terms} : {nth_term}")
print(f"Somme des termes de rang 1 à {number_of_terms} : {sum_of_terms}")
Écrire la formule en LaTeX et autres langages mathématiques (à copier-coller)
aₙ = a × rⁿ⁻¹
a_n = a r^{n-1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>a</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<msup><mi>r</mi><mrow><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msup>
</mrow>
</math>
a_n = a r^(n-1)
a*r^(n - 1)
an := a*r^(n - 1);
a_n = a*r^(n - 1);
a_n = ar^(n - 1)
Sₙ = a(1 − rⁿ) ÷ (1 − r)
S_n = \dfrac{a(1 - r^{n})}{1 - r} \quad (r \neq 1)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>a</mi>
<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
<mo>−</mo>
<msup><mi>r</mi><mi>n</mi></msup>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>−</mo>
<mi>r</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
S_n = (a(1 - r^n))/(1 - r)
a*(1 - r^n)/(1 - r)
Sn := a*(1 - r^n)/(1 - r);
S_n = a*(1 - r^n)/(1 - r);
S_n = a(1 - r^n)/(1 - r)
Sₙ = a × n
S_n = a n \quad (r = 1)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
</math>
S_n = a n
a*n
Sn := a*n;
S_n = a*n;
S_n = an
S = a ÷ (1 − r)
S = \dfrac{a}{1 - r} \quad (|r| < 1)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>S</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>a</mi>
<mrow>
<mn>1</mn>
<mo>−</mo>
<mi>r</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
S = a/(1 - r)
a/(1 - r)
S := a/(1 - r);
S = a/(1 - r);
S = a/(1 - r)
Faire faire le calcul par ChatGPT
Tu es un assistant de calcul sur les suites géométriques. Fais les calculs suivants en exécutant réellement du code Python, et appuie ta réponse uniquement sur les nombres obtenus à l’exécution (ne réponds pas de tête ni au jugé). Calcule le terme de rang n avec a_n = a × r^(n-1), la somme avec S_n = a(1 - r^n)/(1 - r) (S_n = a × n si r = 1), et la somme de la série géométrique avec S = a/(1 - r) si |r| < 1. 1. Le terme de rang 10 et la somme des termes de rang 1 à 10 de la suite géométrique de premier terme 3 et de raison 2 2. Le terme de rang 6, la somme des termes de rang 1 à 6 et la somme à l’infini de la suite géométrique de premier terme 100 et de raison 0,5 3. Le terme de rang 6 et la somme des termes de rang 1 à 6 de la suite géométrique de premier terme 3 et de raison -2 Indique les formules utilisées et les nombres obtenus à l’exécution.
Mode d'emploi
-
1Saisissez vos nombresTapez les nombres à calculer dans les champs de saisie
-
2CalculezAppuyez sur le bouton « Calculer »
-
3Lisez le résultatLe résultat s’affiche aussitôt. La même page explique aussi le raisonnement et la formule
Les atouts de DataChef
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