[Bac] Intérêts composés
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(D'après bac ES/L Pondichéry 2013)
Le 1er janvier 2000, un client a placé 3000 euros à intérêts composés au taux annuel de 2,5%.
On note $ C_{n} $ le capital du client au 1er janvier de l'année $ 2000+n $, où $ n $ est un entier naturel.
- Calculer $ C_{1} $ et $ C_{2} $. Arrondir les résultats au centime d'euro.
- Exprimer $ C_{n+1} $ en fonction de $ C_{n} $. En déduire que, pour tout nombre entier naturel $ n $, on a la relation :
$ C_{n}=3000 \times 1{,}025^{n}. $ On donne l'algorithme suivant :
Entrée Saisir un nombre $ S $ supérieur à 3000 Traitement Affecter à $ n $ la valeur $ 0 $. Affecter à $ U $ la valeur 3000 Tant que $ U\leqslant S $ $ \quad \quad n $ prend la valeur $ n+1 $ $ \quad \quad U $ prend la valeur $ U \times 1{,}025 $ Fin tant que Sortie Afficher le nombre $ 2000+n $ Pour la valeur $ S=3300 $ saisie, recopier et compléter autant que nécessaire le tableau suivant (les résultats seront arrondis à l'unité) :
Valeur de $ n $ $ 0 $ $ 1 $ $ 2 $ $ 3 $ $ 4 $ Valeur de $ U $ $ 3000 $ $ \dots $ $ \dots $ $ \dots $ $ \dots $ Condition $ U\leqslant S $ $ \dots $ $ \dots $ $ \dots $ $ \dots $ $ \dots $ - En déduire l'affichage obtenu quand la valeur de $ S $ saisie est 3300.
- Dans le contexte de cet exercice, expliquer comment interpréter le nombre obtenu en sortie de cet algorithme quand on saisit un nombre $ S $ supérieur à 3000.
- Au 1er janvier 2013, le client avait besoin d'une somme de 5000 euros. Montrer que le capital de son placement n'est pas suffisant à cette date.
Corrigé
- $ C_{1}=\left(1+\dfrac{t}{100}\right)\times C_{0}=1{,}025\times 3000=3075 $
$ C_{2}=1{,}025\times C_{1}=1{,}025\times 3075=3151{,}88 $ à $ 0,01 $ près. - Pour tout entier naturel $ n $ :
$ C_{n+1}=1{,}025\times C_{n} $
La suite $ \left(C_{n}\right) $ est une suite géométrique de premier terme $ C_{0}=3000 $ et de raison $ q=1{,}025 $.
$ C_{n}=C_{0}\times q^{n}=3000\times 1{,}025^{n} $ On complète le tableau en calculant $ U $ de proche en proche avec $ U \leftarrow U \times 1{,}025 $, et en testant la condition $ U\leqslant 3300 $ à chaque étape :
Valeur de $ n $ $ 0 $ $ 1 $ $ 2 $ $ 3 $ $ 4 $ Valeur de $ U $ $ 3000 $ $ 3075 $ $ 3151{,}88 $ $ 3230{,}67 $ $ 3311{,}44 $ Condition $ U\leqslant 3300 $ vrai vrai vrai vrai faux - La boucle s'arrête pour $ n=4 $ et le programme se termine après avoir affiché la valeur $\mathbf{2004}$.
- L'algorithme affiche la première année au cours de laquelle le capital devient strictement supérieur à $ S $.
- Le capital au 1er janvier 2013, correspond à $ C_{13} $.
$ C_{13}=3000\times 1{,}025^{13}\approx 4135{,}53 $
Le capital au 1er janvier 2013 est donc d'environ $ 4135{,}53 $ euros, ce qui est inférieur à $ 5000 $ euros : le capital n'est pas suffisant.