📘 CodingMarble Learn

Suites et progressions

Une suite est une liste de nombres rangés dans un ordre précis. On peut la décrire avec une règle récurrente (comment passer d'un terme au suivant) ou une règle explicite (une formule pour le terme de rang n). Dans une suite arithmétique, on ajoute toujours le même nombre. Dans une suite géométrique, on multiplie toujours par le même nombre. Les fractales et la tour de Hanoï sont des motifs amusants qui cachent ces règles.

🎬 L'histoire pas à pas

  1. Regarde les tours : 3, 5, 7, 9, 11 blocs. Cette liste rangée dans l'ordre est une suite. Chaque tour a 2 blocs de plus que la précédente.
  2. Quand on ajoute toujours le même nombre, c'est une suite arithmétique. Premier terme a = 3 (bleu). Raison d = 2 (orange). Terme n = a + (n − 1)d.
  3. Calculons maintenant 1 + 2 + 3 + 4 + 5. Pose une copie à l'envers sur l'escalier. Tu obtiens un rectangle de 5 sur 6. La moitié de 30 est 15.
  4. Maintenant chaque tour double : 1, 2, 4, 8, 16. On multiplie toujours par le même nombre r = 2. C'est une suite géométrique. Terme n = a × rⁿ⁻¹.
  5. Une fractale : on coupe un triangle en 3 petits triangles, puis on recommence encore et encore. Les nombres 1, 3, 9, 27 forment une suite géométrique de raison r = 3.
  6. Tour de Hanoï : déplace tous les disques sur le dernier piquet, un par un, sans jamais poser un grand disque sur un petit. 3 disques demandent 7 déplacements. Jeu libre : choisis les disques et observe.

Astuce : fais glisser la scène 3D pour la tourner. Utilise deux doigts pour zoomer.

🤔 Les doutes courants, éclaircis

Toute liste de nombres est-elle une suite ?

Une liste est une suite quand l'ordre compte et que chaque place a un terme. Une règle la rend utile, car on peut alors trouver n'importe quel terme.

Pourquoi utilise-t-on (n − 1) et pas n dans le terme de rang n ?

La première tour a déjà a. Pour arriver à la tour n, on n'ajoute d que (n − 1) fois. Compte les bandes orange sur la tour 5 : il y en a 4.

Pourquoi divise-t-on par 2 dans n(n + 1)/2 ?

L'escalier plus sa copie à l'envers forme un rectangle de n(n + 1) blocs. Notre escalier n'en est que la moitié.

En quoi une suite géométrique diffère-t-elle d'une suite arithmétique avec les tours ?

Les tours arithmétiques grandissent du même nombre de blocs. Les tours géométriques grandissent du même multiple, donc les écarts deviennent de plus en plus grands.

Pourquoi y a-t-il 3ⁿ triangles à l'étape n ?

Chaque triangle se transforme en 3. Chaque étape multiplie donc le nombre par 3 : 1, 3, 9, 27. C'est une suite géométrique de raison r = 3.

Peut-on faire la tour de Hanoï en moins de 2ⁿ − 1 déplacements ?

Non. Le plus grand disque doit attendre que tous les plus petits soient écartés, et ils doivent revenir après. Tout raccourci casse une règle. Essaie en jeu libre.

Qu'est-ce qu'une suite ?

Une suite est une liste de nombres rangés dans un ordre précis. Chaque nombre s'appelle un terme. On écrit les termes t₁, t₂, t₃ … (on lit « t un, t deux »). Le petit nombre indique la position.

Exemples : 2, 4, 6, 8 … (les nombres pairs), 1, 4, 9, 16 … (les carrés), 1, 1, 2, 3, 5, 8 … (chaque terme est la somme des deux précédents).

Règle explicite et règle récurrente

Il y a deux façons d'écrire la règle d'une suite.

La règle récurrente est facile à comprendre. La règle explicite est rapide pour les termes très éloignés. À l'étape 1 de la 3D, l'affichage montre les deux règles pour les mêmes tours.

Suite arithmétique et son terme de rang n

Une suite arithmétique est une suite où l'on ajoute toujours le même nombre. Ce nombre est la raison d (ou différence commune). Le premier terme est a.

Pour aller du terme 1 au terme n, on ajoute d en tout (n − 1) fois. Donc

aₙ = a + (n − 1)d

Exemple : 3, 5, 7, … a pour a = 3 et d = 2. Le 20e terme = 3 + 19 × 2 = 41. d peut être négatif : 10, 7, 4, 1 … a d = −3. Regarde l'étape 2 de la 3D : les blocs bleus sont a, chaque bande orange est un d.

Somme des n premiers entiers naturels

Combien vaut 1 + 2 + 3 + … + n ? On écrit la somme dans un sens, puis dans l'autre, et on additionne :

S = 1 + 2 + … + n
S = n + (n − 1) + … + 1
2S = (n + 1) + (n + 1) + … (n fois) = n(n + 1)

1 + 2 + … + n = n(n + 1)/2

La 3D (étape 3) montre la même idée avec des blocs : un escalier et sa copie à l'envers forment un rectangle de n sur (n + 1). Donc 1 + 2 + … + 100 = 100 × 101 ÷ 2 = 5050.

Suite géométrique et son terme de rang n

Une suite géométrique est une suite où l'on multiplie toujours par le même nombre. Ce nombre est la raison r. On la trouve en divisant : r = t₂ ÷ t₁.

Pour aller au terme n, on multiplie par r en tout (n − 1) fois. Donc

aₙ = a × rⁿ⁻¹

Exemples : 1, 2, 4, 8 … (r = 2). 5, 15, 45 … (r = 3). 64, 32, 16 … (r = 1/2, elle diminue). Une suite géométrique avec r supérieur à 1 grandit très vite. L'étape 4 de la 3D montre des tours qui doublent.

Fractales : des motifs dans les motifs

Une fractale est une forme dont chaque petite partie ressemble à la forme entière. On part d'un triangle. On joint les milieux de ses côtés et on enlève le morceau du milieu. On obtient 3 triangles plus petits. On fait pareil pour chacun d'eux, encore et encore. C'est le triangle de Sierpinski.

Nombre de triangles : 1, 3, 9, 27, … une suite géométrique de raison r = 3. À l'étape n, il y a 3ⁿ triangles. Le côté de chaque triangle est divisé par 2 à chaque étape : 1, 1/2, 1/4 … une autre suite géométrique de raison r = 1/2. L'étape 5 de la 3D construit les étapes 0 à 3.

La tour de Hanoï

Il y a 3 piquets. Des disques de tailles différentes sont sur le premier piquet, le plus grand en bas. But : les déplacer tous sur le dernier piquet. Règles : on déplace un seul disque à la fois, et on ne pose jamais un grand disque sur un petit.

Pourquoi une règle récurrente apparaît : pour déplacer n disques, on déplace d'abord les (n − 1) disques du dessus pour les écarter, puis on déplace une fois le plus grand disque, puis on remet les (n − 1) disques par-dessus. Donc Hₙ = 2Hₙ₋₁ + 1, avec H₁ = 1. Cela donne 1, 3, 7, 15, 31 …

Chaque terme vaut une puissance de 2 moins un, donc la règle explicite est Hₙ = 2ⁿ − 1. 3 disques : 7 déplacements. 10 disques : 1023 déplacements.

À toi : la tour de Hanoï avec des pièces

Prends 3 pièces de tailles différentes (₹1, ₹2, ₹5) et dessine 3 cercles sur une feuille. Empile les pièces sur le premier cercle, la plus grande en bas. Déplace-les sur le troisième cercle en suivant les règles. Compte tes déplacements. Y arrives-tu en 7 ? Ajoute maintenant une quatrième pièce et prédis la réponse avant d'essayer (indice : double et ajoute un). Vérifie ensuite avec le curseur des disques à la dernière étape de la 3D.

Formules et définitions clés

Exemples résolus

1. Écris les quatre premiers termes de la suite avec t₁ = 4 et tₙ = tₙ₋₁ + 5.

t₁ = 4. t₂ = 4 + 5 = 9. t₃ = 9 + 5 = 14. t₄ = 14 + 5 = 19. Donc 4, 9, 14, 19.

2. Trouve la règle explicite de 4, 9, 14, 19, … et utilise-la pour trouver t₅₀.

Elle augmente de 5 à chaque fois, donc tₙ = 5n + quelque chose. Pour n = 1 : 5 + ? = 4, donc ? = −1. tₙ = 5n − 1. Vérification : t₂ = 9 ✓. t₅₀ = 250 − 1 = 249.

3. Trouve le 15e terme de la suite arithmétique 7, 11, 15, …

a = 7, d = 11 − 7 = 4. a₁₅ = 7 + (15 − 1) × 4 = 7 + 56 = 63.

4. Calcule 1 + 2 + 3 + … + 50.

n = 50. Somme = 50 × 51 ÷ 2 = 2550 ÷ 2 = 1275.

5. Trouve le 6e terme de la suite géométrique 3, 6, 12, …

a = 3, r = 6 ÷ 3 = 2. a₆ = 3 × 2⁵ = 3 × 32 = 96.

6. Dans le triangle de Sierpinski, combien y a-t-il de petits triangles à l'étape 5 ?

Les nombres sont 1, 3, 9, … donc l'étape n a 3ⁿ triangles. Étape 5 : 3⁵ = 243 triangles.

7. Combien de déplacements faut-il pour la tour de Hanoï avec 6 disques ? Vérifie avec la règle récurrente.

Explicite : 2⁶ − 1 = 64 − 1 = 63. Récurrente : H₁ = 1, H₂ = 3, H₃ = 7, H₄ = 15, H₅ = 31, H₆ = 2 × 31 + 1 = 63 ✓.

Erreurs fréquentes

Quiz d'entraînement

1. Une règle qui donne chaque terme à partir du terme précédent s'appelle :
2. Le 10e terme de la suite arithmétique 2, 5, 8, … est :
3. 1 + 2 + … + 20 est égal à :
4. La raison de 81, 27, 9, 3, … est :
5. Nombre minimal de déplacements pour la tour de Hanoï avec 4 disques :

Entraînement : réponds toi-même

Écris ou choisis ta réponse, puis appuie sur Vérifier. Prends un indice si tu bloques ; la solution complète s'affiche après ta réponse.

Questions fréquentes

Quelle est la différence entre une suite arithmétique et une suite géométrique ?

Dans une suite arithmétique, on ajoute le même nombre (d) pour obtenir le terme suivant. Dans une suite géométrique, on multiplie par le même nombre (r). Vérifie les différences pour une suite arithmétique et les quotients pour une suite géométrique.

Est-ce la même chose que le chapitre sur les suites arithmétiques de la Classe 10 ?

La Classe 9 (CBSE 2026-27) introduit les suites, les règles récurrentes et explicites, le terme de rang n d'une suite arithmétique, la somme 1 + … + n, les suites géométriques, les fractales et la tour de Hanoï. La Classe 10 approfondit les suites arithmétiques et la somme de n termes de n'importe quelle suite arithmétique, ce qui est dans la leçon suivante.

Pourquoi la réponse de la tour de Hanoï est-elle 2ⁿ − 1 ?

Déplacer n disques demande deux fois les déplacements de (n − 1) disques, plus un déplacement pour le plus grand disque. En partant de 1, doubler et ajouter un donne 1, 3, 7, 15 …, qui valent toujours un de moins que 2, 4, 8, 16.

Où c'est enseigné

Canada (Ontario)Grade 8C. Algebra
NetherlandsVWO 2 (onderbouw)Patterns and relations
PolandLiceum ogólnokształcące, klasa IISequences
RomaniaClasa a IX-aProblem-solving strategies
RomaniaClasa a IX-aProblem-solving strategies
RomaniaClasa a IX-aProblem-solving strategies
Spain2º ESOAlgebraic sense
Spain3º ESOAlgebraic sense
Spain4º ESOAlgebraic sense
Spain4º ESOAlgebraic sense
Spain1º BachilleratoAlgebraic Sense
Spain1º BachilleratoAlgebraic Sense
Spain1º BachilleratoAlgebraic sense and computational thinking
Spain2º BachilleratoAlgebraic Sense
Spain2º BachilleratoAlgebraic Sense
Ukraine9 класFunctions
CBSE (India)Class 9Algebra
England (GCSE, A level)Year 9Algebra
England (GCSE, A level)Year 103.2 Algebra
USA (Common Core, NGSS, AP)Grade 9Linear and exponential relationships
South Korea고등학교 2학년Change and relationships
South Korea고등학교 3학년Patterns
Russia9 классSequences and progressions
Russia9 классSequences and progressions

À voir d'abord

À voir ensuite

Leçons liées

Toutes les leçons de Maths