Calculateur Suite Géométrique : terme n, somme, raison
Calculez le terme n-ième a_n = a_1·q^(n-1), la somme S_n, la somme infinie et la raison d'une suite géométrique. Quatre modes avec test de convergence.
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Suite géométrique
Une suite géométrique est une suite dans laquelle le rapport entre deux termes consécutifs est constant. Ce rapport est la raison, notée q. Formellement {a_n} est géométrique si a_{n+1} / a_n = q avec a_n ≠ 0. Exemples : 2, 6, 18, 54, ... (q = 3) ; 1, ½, ¼, ⅛, ... (q = ½) ; 100, −50, 25, ... (q = −0,5). On la rencontre en croissance bactérienne, intérêts composés, décroissance radioactive, rebonds élastiques.
Terme général
La formule explicite est a_n = a_1 · q^(n − 1). S'obtient par récurrence de a_{n+1} = a_n · q. Exemple : a_1 = 3, q = 2 → a_{10} = 1536. q > 1 croissance exponentielle ; 0 < q < 1 décroissance ; q < 0 signes alternés.
Somme partielle S_n
Si q ≠ 1 : S_n = a_1 · (1 − q^n) / (1 − q). Si q = 1 : S_n = n · a_1. Exemple : 1 + 2 + 4 + ... + 2^(n−1) = 2^n − 1 (paradoxe de l'échiquier).
Somme infinie
Si |q| < 1, converge : S_∞ = a_1 / (1 − q). Exemple : 1 + ½ + ¼ + ... = 2 (paradoxe de Zénon). Si |q| ≥ 1 diverge. Essentiel en analyse, probabilités (loi géométrique), finance (rente perpétuelle).
Raison depuis deux termes
Avec a_m, a_k de même signe : q = (a_k / a_m)^(1/(k − m)). Puis a_1 = a_m / q^(m − 1). Ex. a_3 = 12, a_6 = 96 → q = 2, a_1 = 3.
Trouver l'indice n
n = log(T / a_1) / log(q) + 1. Si n n'est pas un entier positif, T n'est pas dans la suite.
Propriétés
- Moyenne géométrique : a_n = √(a_{n−1} · a_{n+1}).
- Croissance exponentielle (droite en échelle log).
- Produit : ∏ a_i = a_1^n · q^(n(n−1)/2).
Applications
Intérêts composés, décroissance radioactive, croissance démographique, amortissement, fractales (Sierpinski), gamme tempérée 2^(1/12).
Utilisation
Modes : terme n, somme partielle/infinie, raison depuis deux termes, trouver indice. Alerte si la somme infinie ne converge pas.
Vs suite arithmétique
Arithmétique : différence constante. Géométrique : rapport constant. Ex. 2, 4, 6, 8 vs 2, 4, 8, 16. Croissance exponentielle bien plus rapide.
Séries convergentes, le paradoxe de Zénon et la légende de l'échiquier
Une suite géométrique de raison |q| < 1 engendre une série infinie convergente : en additionnant une infinité de termes on obtient un résultat fini, S∞ = a₁/(1 − q). C'est la clé du paradoxe de Zénon : pour parcourir une distance il faut d'abord couvrir la moitié, puis la moitié du reste, et ainsi de suite — la somme 1/2 + 1/4 + 1/8 + ... converge exactement vers 1, donc le mouvement est possible. À l'extrême opposé, avec q > 1 la suite explose : la célèbre légende de l'échiquier, en doublant les grains de blé sur chaque case (1, 2, 4, 8, ...), atteint 2⁶³ grains sur la 64ᵉ case et un total de 2⁶⁴ − 1 ≈ 1,8×10¹⁹ grains. Fibonacci les étudia dans le Liber Abaci de 1202.
Croissance exponentielle : intérêts composés et désintégration
La différence entre suite géométrique et arithmétique est celle entre croissance exponentielle et linéaire : l'arithmétique ajoute une constante, la géométrique multiplie par une raison fixe. Les intérêts composés en sont l'exemple financier par excellence : un capital croissant de 5% par an suit aₙ = a₁·1,05ⁿ, et la règle de 72 estime le temps de doublement. En physique, la désintégration radioactive est une suite géométrique de raison 1/2 par demi-vie : après n demi-vies il reste a₁·(1/2)ⁿ du matériau initial, principe de la datation au carbone 14, et les fractales comme le flocon de Koch voient leur périmètre croître en (4/3)ⁿ.
Mis à jour en juillet 2026
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