DS 5 - My MATHS SPACE

DS 5
TS (spécialité)
2012-2013
EXERCICE 1 :
Enseignement de spécialité : Pondichéry 2013
On étudie l’évolution dans le temps du nombre de jeunes et d’adultes dans une population d’animaux.
Pour tout entier naturel n , on note jn le nombre d’animaux jeunes après n années d’observation et an le nombre
d’animaux adultes après n années d’observation.
Il y a au début de la première année de l’étude, 200 animaux jeunes et 500 animaux adultes.
Ainsi j0 = 200 et a0 = 500.
On admet que pour tout entier naturel n on a :
(
jn+1 = 0, 125jn + 0, 525an
an+1
=
0, 625jn + 0, 625an
On introduit les matrices
suivantes :
!
0, 125 0, 525
A=
et, pour tout entier naturel n, Un =
0, 625 0, 625
jn
an
!
.
1. (a) Montrer que pour tout entier naturel n, Un+1 = A × Un .
(b) Calculer le nombre d’animaux jeunes et d’animaux adultes après un an d’observation puis après deux ans
d’observation (résultats arrondis à l’unité près par défaut).
(c) Pour tout entier naturel n non nul, exprimer Un en fonction de An et de U0 .
!
!
7 3
−0, 25 0
2. On introduit les matrices suivantes Q =
et D =
.
−5 5
0
1
!
0, 1 −0, 06
−1
(a) On admet que la matrice Q est inversible et que Q =
.
0, 1 0, 14
Montrer que Q × D × Q−1 = A.
(b) Montrer par récurrence sur n que pour tout entier naturel n non nul : An = Q × Dn × Q−1 .
(c) Pour tout entier naturel n non nul, déterminer Dn en fonction de n.
3. On admet que pour tout entier naturel n non nul,
!
0, 3 + 0, 7 × (−0, 25)n 0, 42 − 0, 42 × (−0, 25)n
n
A =
0, 5 − 0, 5 × (−0, 25)n 0, 7 + 0, 3 × (−0, 25)n
(a) En déduire les expressions de jn et an en fonction de n et déterminer les limites de ces deux suites.
(b) Que peut-on en conclure pour la population d’animaux étudiée ?
EXERCICE 2 :
Pour tout entier naturel n non nul, on considère les nombres :
an = 4 × 10n − 1,
bn = 2 × 10n − 1
et cn = 2 × 10n + 1
1. (a) Calculez a1 , b1 , c1 , a2 , b2 , c2 , a3 , b3 et c3 .
(b) Combien les écritures décimales des nombres an , bn et cn ont-elles de chiffres ?
Démontrez que an et cn sont divisibles par 3. (congruences)
(c) Démontrez, en utilisant la liste des nombres premiers inférieurs à 100, que b3 est premier.
(d) Démontrez que, pour tout entier naturel non nul n :
bn × cn = a2n
Déduisez-en la décomposition en produit de facteurs premiers de a6 .
(e) Démontrez que :
PGCD(bn ; cn )=PGCD(cn ; 2)
Déduisez-en que bn et cn sont premiers entre eux.
2. On considère l’équation :
b3 x + c3 y = 1 [1]
d’inconnues les entiers relatifs x et y.
(a) Justifiez le fait que [1] possède au moins une solution.
(b) Appliquez l’algorithme d’Euclide aux nombres c3 et b3 ; déduisez-en une solution particulière de [1].
(c) Résolvez [1].
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