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Concentration d'un médicament dans le sang

Difficile Inspiré BAC France
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Exercice inspiré d'un BAC France
Énoncé et solution adaptés au programme français. Voir crédits.

Énoncé

Un patient prend chaque matin une dose d'un médicament. On modélise la quantité de principe actif (en mg) présente dans son sang juste après la prise du matin du jour par une suite .

Entre deux prises, l'organisme élimine du principe actif présent ; puis, chaque matin, la nouvelle prise rajoute mg. On a donc, pour tout entier :

1. Calculer et .

2. On pose . Montrer que est géométrique, préciser sa raison et son premier terme .

3. En déduire l'expression de , puis de , en fonction de .

4. Vers quelle valeur la concentration se stabilise-t-elle lorsque devient très grand ? Interpréter.

Indices

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1 Indice 1
Pour la question 1, applique directement la relation $c_{n+1} = 0{,}6\,c_n + 30$ en partant de $c_0=30$.
2 Indice 2
Pour la question 2, exprime $c_n$ en fonction de $d_n$ (soit $c_n = d_n + 75$), puis substitue dans la relation de récurrence pour trouver l'expression de $d_{n+1}$ en fonction de $d_n$ uniquement.
3 Indice 3
Une fois $(d_n)$ reconnue géométrique, utilise la formule $d_n = d_0 \times q^n$, puis reviens à $c_n$ ; pour la question 4, étudie la limite de $q^n$ quand $0

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