En juin 2019, une population de 200 marmottes a été introduite dans un massif montagneux où cette espèce était absente. Un zoologue en charge de ce projet souhaite modéliser l'évolution de cette population en fonction du temps.
Il constate qu'entre juin 2019 et juin 2020, la population a augmenté de 20 individus.
Partie A : Premier modèle
Le zoologue propose un premier modèle où la population augmente de 20 individus tous les ans.
On note alors un la population de marmottes que l'on peut estimer à l'aide de ce modèle en juin 2019+n. On a donc u0=200.
- Quelle est la nature de la suite (un) ? Préciser sa raison.
- À combien peut-on estimer le nombre de marmottes en juin 2025 ?
- En juin 2025, un nouveau décompte a permis de savoir que la population était de 355 individus.
Ce premier modèle semble-t-il être adapté à la situation ?
Partie B : Second modèle
- On rappelle que la population de marmottes était de 200 individus en juin 2019 et de 220 individus en juin 2020.
De quel pourcentage la population a-t-elle augmenté entre ces deux dates ?
Le zoologue propose un second modèle où la population augmente de ce même pourcentage tous les ans. Dans ce modèle, on représente la population de marmottes en juin 2019+n par vn tel que, pour tout entier naturel n, vn+1=1,1×vn.
- a) Quelle est la nature de la suite (vn) ? Préciser sa raison et son premier terme.
b) Exprimer vn en fonction de n.
- On utilise un tableur pour calculer les termes de la suite (vn).
| A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L |
|---|
| 1 | n | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| 2 | v(n) | 200 | 220 | 242 | 266 | 293 | 322 | 354 | 390 | 429 | 472 | 519 |
a) Selon ce nouveau modèle, à combien peut-on estimer le nombre de marmottes en juin 2025 ?
b) En utilisant la donnée fournie dans la question 3 de la partie A, ce nouveau modèle semble-t-il pertinent ?
c) Au mois de juin de quelle année la population de marmottes de ce massif montagneux aura-t-elle dépassé 400 individus, selon ce modèle ?
On compte le nombre d'arbres de deux forêts où de nouveaux arbres sont plantés chaque année.
Partie A : Première forêt
Dans cette forêt, au 1er janvier 2010, on dénombrait 1 200 arbres.
On suppose que le nombre d'arbres augmente de 100 par an.
On modélise cette évolution par une suite (un), où un représente le nombre d'arbres dans cette forêt au 1er janvier de l'année 2010+n pour tout entier naturel n. Ainsi, on a u0=1200.
- Calculer u1 et u2.
Interpréter u2 dans le contexte de l'exercice.
- Exprimer un+1 en fonction de un pour tout entier naturel n.
En déduire la nature de la suite (un) et préciser sa raison r.
- Exprimer un en fonction de n.
- D'après ce modèle, à partir de quelle année la forêt comportera-t-elle plus de 2 950 arbres ?
Partie B : Seconde forêt
Dans cette forêt, au 1er janvier 2010, on dénombrait 1 000 arbres.
On suppose que le nombre d'arbres augmente de 5 % par an.
On modélise cette évolution par une suite (vn), où vn représente le nombre d'arbres dans cette forêt au 1er janvier de l'année 2010+n pour tout entier naturel n. Ainsi, on a v0=1000.
- Calculer le nombre d'arbres au 1er janvier 2011.
- Déterminer la nature de la suite (vn) et préciser sa raison r.
- D'après ce modèle, on estime qu'au 1er janvier 2030, il y aura environ 2 653 arbres sur la parcelle.
Quel terme de la suite a-t-on calculé ?
Quel a été le calcul effectué ?
Partie C : Comparaison des évolutions
Grâce à l'extrait de tableur ci-dessous, on visualise le nombre d'arbres arrondi à l'unité dans les deux forêts.
| n | 0 | 1 | 2 | 3 | … | 26 | 27 | 28 | 29 |
|---|
| un | 1 200 | 1 300 | 1 400 | 1 500 | … | 3 800 | 3 900 | 4 000 | 4 100 |
| vn | 1 000 | 1 050 | 1 103 | 1 158 | … | 3 556 | 3 733 | 3 920 | 4 116 |
Interpréter dans le contexte de l'exercice les résultats de la dernière colonne.
Vous venez de commencer une nouvelle partie d'un jeu vidéo au cours de laquelle votre personnage gagne de l'expérience et obtient de la potion magique.
Partie A — Gain d'expérience
Quand votre personnage passe d'un niveau au niveau supérieur, il gagne 80 points d'expérience.
Quand vous commencez, votre personnage est au niveau 0 et a 20 points d'expérience.
- Combien votre personnage a-t-il de points d'expérience quand il est au niveau 1 ?
- Montrer que quand votre personnage est au niveau 10, il a plus de 800 points d'expérience.
- À quel niveau est votre personnage s'il a 2 020 points d'expérience ?
Justifier par un calcul.
Partie B — Gain d'énergie magique
À la fin de chaque niveau, votre personnage doit neutraliser un monstre. Cela lui rapporte de l'énergie sous forme de potion magique. Au niveau 0, le monstre neutralisé permet de récupérer 10 centilitres (cl) de potion magique.
À chaque niveau, cette quantité augmente de 20 % par rapport au niveau précédent.
Arrondir les résultats, si nécessaire, au centilitre près.
Soit n un entier naturel. On note vn la quantité de potion magique (en cl) récupérée pour le monstre neutralisé au niveau n. | Puissance | Valeur |
|---|
| 1,22 | 1,44 |
| 1,23 | 1,728 |
| 1,24 | 2,073 6 |
| 1,25 | 2,488 32 |
| 1,26 | 2,985 984 |
| 1,27 | 3,583 180 8 |
| 1,28 | 4,299 816 96 |
| 1,29 | 5,159 780 35 |
| 1,210 | 6,191 736 42 |
| 1,211 | 7,430 083 71 |
- Expliquer pourquoi v0=10.
- Justifier que vn+1=1,2vn pour tout entier naturel n.
- En déduire la nature de la suite (vn) et préciser sa raison.
- Exprimer vn en fonction de n, pour tout entier naturel n.
- a) Montrer que v5≈25.
b) Interpréter ce résultat dans le contexte de l'exercice.
- À partir de quel niveau la quantité de potion magique récupérée par monstre neutralisé dépasse-t-elle 0,6 litre ?