Devoir Libre 3 S1 – 1ère Bac Sc Exp

Devoir Libre N°3 – Semestre 1

Suites Numériques & Calcul Trigonométrique

Mathématiques

Niveau : 1ère Année Bac Sc. Expérimentales

Nom et Prénom : ……………………………………………………………………………… Classe : ………… Note : …….. / 20
Exercice 1 : Suites Numériques (10 points)
Partie A : Suite récurrente

On considère la suite numérique \((u_n)\) définie par : \[ u_0 = 2 \quad \text{et} \quad \forall n \in \mathbb{N}, \quad u_{n+1} = \frac{u_n}{3 – u_n} \]

  1. Calculer \(u_1\) et \(u_2\).
  2. Montrer par récurrence que pour tout \(n \in \mathbb{N}\), \(0 < u_n < 2\).
  3. Étudier la monotonie de la suite \((u_n)\). En déduire qu’elle est convergente (on ne demande pas la limite ici).
Partie B : Suite arithmétique/géométrique

On considère la suite \((v_n)\) définie pour tout \(n \in \mathbb{N}\) par : \(v_n = 1 – \frac{2}{u_n}\).

  1. Montrer que \((v_n)\) est une suite géométrique dont on déterminera la raison \(q\) et le premier terme \(v_0\).
  2. Exprimer \(v_n\) en fonction de \(n\).
  3. En déduire l’expression de \(u_n\) en fonction de \(n\).
  4. Calculer la somme : \(S_n = v_0 + v_1 + \dots + v_n\).
Exercice 2 : Calcul Trigonométrique (10 points)
Partie A : Formules de transformation
  1. Rappeler la formule de \(\cos(a+b)\) et \(\sin(a+b)\).
  2. Calculer la valeur exacte de \(\cos\left(\frac{5\pi}{12}\right)\) en remarquant que \(\frac{5\pi}{12} = \frac{\pi}{6} + \frac{\pi}{4}\).
  3. Montrer que pour tout \(x \in \mathbb{R}\) : \[ \cos(x) + \sin(x) = \sqrt{2} \cos\left(x – \frac{\pi}{4}\right) \]
  4. En déduire la résolution dans \(\mathbb{R}\) de l’équation : \(\cos(x) + \sin(x) = 1\).
Partie B : Simplification et Équations

Soit \(A(x) = \frac{1 – \cos(2x)}{\sin(2x)}\) définie pour \(x \not\equiv 0 [\pi]\) et \(x \not\equiv \frac{\pi}{2} [\pi]\).

  1. Montrer que \(A(x) = \tan(x)\).
  2. Résoudre dans l’intervalle \([0 ; 2\pi]\) l’inéquation : \[ \sin(2x) \geq \frac{1}{2} \]
  3. Résoudre dans \(\mathbb{R}\) l’équation : \(2\cos^2(x) – 3\cos(x) + 1 = 0\) (Poser \(X = \cos(x)\)).

Fin du Devoir Libre 3 – Niveau 1ère Bac Sciences Expérimentales