Défi

Modélisation et croissance exponentielle

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Énoncé

Exercice 1

Une population augmente de 4%4\% par an.

  1. Montrer que l’évolution peut être modélisée par une suite géométrique.

  2. Si la population initiale est 10 00010~000, donner l’expression de PnP_n.

  3. Calculer P5P_5.

Exercice 2

On modélise un capital par C(t)=2000e0,05tC(t)=2000e^{0,05t}.

  1. Calculer C(0)C(0).

  2. Étudier le sens de variation de CC.

  3. Expliquer pourquoi il s’agit d’une croissance exponentielle.

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Exercice 1

  1. Modélisation.

Une augmentation de 4%4\% signifie multiplier par :

1+0,04=1,041+0,04=1,04

Donc : Pn+1=1,04PnP_{n+1}=1,04P_n

La suite est géométrique de raison 1,041,04.

  1. Expression de PnP_n.

Pn=10 000×1,04nP_n=10~000 \times 1,04^n

  1. Calcul de P5P_5.

P5=10 000×1,045P_5=10~000 \times 1,04^5

1,0451,21671,04^5 \approx 1,2167

Donc : P512 167P_5 \approx 12~167

Exercice 2

  1. Calculer C(0)C(0).

C(0)=2000e0=2000C(0)=2000e^{0}=2000

  1. Sens de variation.

C(t)=2000×0,05e0,05tC'(t)=2000\times 0,05 e^{0,05t}

C(t)=100e0,05tC'(t)=100e^{0,05t}

Comme e0,05t>0e^{0,05t}>0, on a C(t)>0C'(t)>0.

Donc CC est strictement croissante.

  1. Pourquoi croissance exponentielle ?

La variable est dans l’exposant.

La croissance s’accélère avec le temps.

👉 Conseil : la croissance exponentielle n’est pas linéaire, elle devient de plus en plus rapide. On peut tout aussi bien avoir une décroissance exponentielle.