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Leçon 10

L'algorithme de seuil

Vidéo 10 : L'algorithme de seuil · 3 min 53 s · sous-titres en français

Le cours écrit

À partir de quel rang une suite franchit-elle une valeur donnée ? Quand on ne sait pas résoudre l'inéquation, un algorithme trouve la réponse.

10.1 Un problème de seuil

On lâche une balle d'une hauteur de 200200 cm. À chaque rebond, elle remonte aux trois quarts de la hauteur précédente. On note hnh_n la hauteur après nn rebonds : h0=200ethn+1=0,75 hn.h_0 = 200 \quad \text{et} \quad h_{n+1} = 0{,}75\,h_n. On trouve h1=150h_1 = 150, h2=112,5h_2 = 112{,}5 et h3≈84,4h_3 \approx 84{,}4. Les hauteurs diminuent et semblent tendre vers 00. On cherche le premier rebond après lequel la balle remonte à moins de 1010 cm, c'est-à-dire le premier rang nn tel que hn<10h_n < 10.

10.2 L'algorithme

n ← 0
h ← 200
Tant que h ⩾ 10
    h ← 0,75 × h
    n ← n + 1
Fin Tant que

Attention à la condition. On veut h<10h < 10. La boucle tourne tant que ce n'est pas le cas : la condition de la boucle est le contraire de ce qu'on cherche. À la sortie de la boucle, nn est le rang cherché.

10.3 En Python

def seuil(s):
    n = 0
    h = 200
    while h >= s:
        h = 0.75 * h
        n = n + 1
    return n
>>> seuil(10)
11

Vérification. h10=200×0,7510≈11,3≥10h_{10} = 200 \times 0{,}75^{10} \approx 11{,}3 \geq 10 et h11=200×0,7511≈8,4<10h_{11} = 200 \times 0{,}75^{11} \approx 8{,}4 < 10. C'est donc au onzième rebond que la balle remonte à moins de 1010 cm.

nn hh Test h≥10h \geq 10 Suite
00 200200 vrai on continue
11 150150 vrai on continue
⋮\vdots ⋮\vdots ⋮\vdots ⋮\vdots
1010 ≈11,3\approx 11{,}3 vrai encore un tour
1111 ≈8,4\approx 8{,}4 faux arrêt

10.4 Une boucle sans fin

Reprenons l'aquarium, dont le volume semble tendre vers 5050 litres. On cherche quand il dépasse 4545 litres.

def seuil_eau(s):
    n = 0
    u = 20
    while u <= s:
        u = 0.9 * u + 5
        n = n + 1
    return n
>>> seuil_eau(45)
18

Il faut 1818 semaines. Mais avec seuil_eau(60), le volume n'atteint jamais 6060 litres : la condition reste toujours vraie, et le programme ne s'arrête pas. Avant de lancer un algorithme de seuil, on vérifie donc que le seuil sera franchi.

10.5 La méthode

  1. Traduire : écrire le premier terme et la relation.
  2. Observer : le seuil sera-t-il franchi ?
  3. Écrire la boucle, avec la condition contraire de ce qu'on cherche.
  4. Contrôler le résultat avec les deux termes qui encadrent le rang trouvé.

Lire le cours complet du chapitre

Exercices 19 et 20

  • Exercice 19 : une soupe qui refroidit
  • Exercice 20 : une fourmilière

Exercices du chapitre (PDF, 167 Ko)

Corrigés

Cherche d'abord les exercices sur ta feuille, puis compare avec le corrigé détaillé.

Corrigés du chapitre (PDF, 159 Ko)

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