4️⃣ Introduction aux outils de mathématiques financières

Fondements Mathématiques · MS01-001-G

Objectifs d’apprentissage

  • Comprendre ce qu’est une suite numérique et utiliser la notation indicielle
  • Reconnaître, modéliser et étudier les suites arithmétiques
  • Reconnaître, modéliser et étudier les suites géométriques
  • Calculer la somme des premiers termes de chaque type

1. Suites numériques

Astuce

Une suite \((u_n)_{n \geq 0}\) est une liste ordonnée de nombres réels. Chaque terme \(u_n\) est identifié par son indice \(n\).

Les suites modélisent des quantités qui évoluent pas à pas dans le temps — soldes de prêts, effectifs de population, valeurs de placements.

2. Suites arithmétiques

Raison \(d = u_{n+1} - u_n\) (constante).

Formules clés

Terme général : \[u_n = u_0 + nd\]

Somme des \(n+1\) premiers termes : \[S = \frac{(n+1)(u_0 + u_n)}{2}\]

Exemple : un salaire qui augmente de 500 € chaque année est arithmétique avec \(d = 500\).

3. Suites géométriques

Raison \(q = \dfrac{u_{n+1}}{u_n}\) (constante, \(q \neq 0\)).

Formules clés

Terme général : \[u_n = u_0 \times q^n\]

Somme (pour \(q \neq 1\)) : \[S = u_0 \times \frac{1 - q^{n+1}}{1 - q}\]

Exemple : un placement rapportant 3 % par an est géométrique avec \(q = 1{,}03\).

Exemple résolu — Croissance fixe vs proportionnelle

Deux plans d’épargne, chacun démarrant à 1 000 €.

Plan A — arithmétique (\(d = 200\), ajouter 200 €/an) : \[u_5 = 1000 + 5 \times 200 = 2\,000 \text{ €}\]

Plan B — géométrique (\(q = 1{,}10\), croître de 10 %/an) : \[u_5 = 1000 \times 1{,}10^5 \approx 1\,611 \text{ €}\]

Conclusion : la croissance arithmétique est plus rapide à court terme ; la croissance géométrique la rattrape avec un ratio élevé sur la durée.

Synthèse

  1. Les suites arithmétiques ajoutent une raison constante — la croissance est linéaire.

  2. Les suites géométriques multiplient par une raison constante — la croissance est exponentielle.

  3. Diagnostic clé : si les accroissements sont constants → arithmétique ; si les rapports sont constants → géométrique.

📖 Référence complète

Pour la théorie complète, les exercices et les problèmes résolus, consultez le module de référence :

→ Module 4 : Introduction aux outils de mathématiques financières