Comparaison de la croissance linéaire et de la croissance exponentielle
Première générale Spé · Enseignement Scientifique 1ère
À retenir
• Comparaison mathématique fondamentale : - Croissance linéaire : u_n = u_0 + n r. Pente constante, accroissement absolu constant u = r. - Croissance exponentielle : v_n = v_0 q^n avec q > 1. Pente croissante, accroissement relatif constant v/v = q - 1. • Théorème de comparaison asymptotique : - Quelle que soit la raison r > 0 aussi grande soit-elle d'une suite arithmétique, et quel que soit le taux q > 1 aussi proche de 1 soit-il d'une suite géométrique, il existe TOUJOURS un rang N à partir duquel la croissance exponentielle dépasse définitivement la croissance linéaire : _n + q^n/n = + (q > 1) • À court terme, la croissance linéaire peut paraître plus vigoureuse, mais à moyen et long terme, l'exponentielle surclasse inévitablement le linéaire.
Le cours
Comparaison de la croissance linéaire et de la croissance exponentielle • Comparaison mathématique fondamentale : - Croissance linéaire : u_n = u_0 + n r. Pente constante, accroissement absolu constant u = r. - Croissance exponentielle : v_n = v_0 q^n avec q > 1. Pente croissante, accroissement relatif constant v/v = q - 1. • Théorème de comparaison asymptotique : - Quelle que soit la raison r > 0 aussi grande soit-elle d'une suite arithmétique, et quel que soit le taux q > 1 aussi proche de 1 soit-il d'une suite géométrique, il existe TOUJOURS un rang N à partir duquel la croissance exponentielle dépasse définitivement la croissance linéaire : _n + q^n/n = + (q > 1) • À court terme, la croissance linéaire peut paraître plus vigoureuse, mais à moyen et long terme, l'exponentielle surclasse inévitablement le linéaire. Astuce et méthode clé Pour trouver le rang à partir duquel l'exponentielle dépasse la croissance linéaire, dresse un tableau de valeurs (à la calculatrice ou au tableur) et repère le premier rang où v_n > u_n : au-delà, l'écart ne fait que grandir. Piège classique à éviter Attention à l'illusion du court terme : sous-estimer une croissance exponentielle faible (comme +2\,\% par an) est l'une des erreurs d'appréciation humaine les plus courantes.
Dans ce chapitre
- Fonctions affines et droites du plan de Seconde
- Puissances d'un nombre et notation scientifique de Collège
- Résolution d'inéquations du premier degré de Seconde
- Notion de suite numérique et modes de génération (explicite et récurrence)
- Suites arithmétiques : définition, raison et formule explicite u_n = u_0 + n r
- Somme des termes d'une suite arithmétique en tronc commun
- Croissance linéaire et modélisation à pas constant
- Suites géométriques : définition, raison et formule explicite u_n = u_0 q^n
- Somme des termes d'une suite géométrique en tronc commun
- Croissance exponentielle et modélisation à taux constant
- Temps de doublement et demi-vie dans un modèle exponentiel
- Comparaison de la croissance linéaire et de la croissance exponentielle
- Limites de validité d'un modèle exponentiel dans un monde fini
- Bilan : Synthèse et méthode sur Croissances linéaire et exponentielle