Terminale Spé Maths / Chapitre 5 : Fonction logarithme / Annales du bac
Bac 2023, Métropole : exercice 2
On considère la fonction définie sur par
On admet que est dérivable sur , on note sa fonction dérivée.
Déterminer .
On admet que, pour tout , .
En déduire la limite: .
Montrer que, pour tout réel de , .
Étudier les variations de sur et dresser son tableau de variations complet.
On précisera la valeur exacte du minimum de sur .
Démontrer que, sur l'intervalle ]0 2], l'équation admet une solution unique (on ne cherchera pas à déterminer la valeur de ).
On admet que, sur l'intervalle , l'équation admet une solution unique (on ne cherchera pas à déterminer la valeur de ).
En déduire le signe de sur l'intervalle .
Pour tout nombre réel , on considère la fonction définie sur par:
En s'aidant du tableau de variations de , déterminer la plus petite valeur de pour laquelle la fonction est positive sur l'intervalle .
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Question 1.
On a et , donc .
Par somme, .
Réponse : .
Question 2.
On utilise l'écriture admise : pour tout , .
Par croissances comparées, .
Donc .
Par ailleurs . Par produit,
Réponse : .
Question 3.
La fonction est dérivable sur (admis). On a et . Donc, pour tout ,
On met au même dénominateur :
Donc, pour tout , .
Question 4.
Pour , on a et , donc est du signe de . Or , donc est du signe de .
On en déduit :
pour ,
pour , .
Donc est strictement décroissante sur et strictement croissante sur .
Elle admet donc un minimum en , de valeur exacte
Tableau de variations : part de (limite en ), décroît jusqu'à la valeur atteinte en , puis croît jusqu'à (limite en ).
Donc le minimum de sur est , atteint en .
Réponse : minimum .
Question 5.
Signe de . On a , donc , et par stricte croissance de , . Donc , c'est-à-dire .
Hypothèses du théorème. Sur l'intervalle :
est continue, car dérivable
est strictement décroissante (question 4)
prend toutes les valeurs de l'intervalle , car et .
Comme , d'après le théorème des valeurs intermédiaires (corollaire de la bijection pour une fonction continue strictement monotone), l'équation admet une unique solution dans . De plus , donc .
Donc l'équation admet une unique solution sur .
Question 6.
On admet que l'équation admet une unique solution sur . Comme , on a , donc .
On étudie le signe de à l'aide des variations.
Sur : est strictement décroissante et , donc .
Sur : est strictement décroissante, donc .
Sur : est strictement croissante et , donc .
Sur : est strictement croissante, donc .
Donc :
sur et sur
sur
.
Question 7.
Pour tout , .
La fonction est positive sur si et seulement si, pour tout , , c'est-à-dire .
D'après le tableau de variations, admet pour minimum sur , donc admet pour maximum . La condition est donc équivalente à
Donc la plus petite valeur de pour laquelle est positive sur est .
Réponse : .
Points clés attendus
Lever la forme indéterminée en avec l'écriture admise et les croissances comparées.
Étudier le signe de en justifiant que et .
Donner la valeur exacte du minimum et justifier qu'elle est négative.
Théorème des valeurs intermédiaires : continuité, stricte monotonie, valeurs aux bornes, unicité.
Pour le signe de , s'appuyer sur les variations et les valeurs .
Corrigé rédigé par + qu'un prof. Cherche d'abord seul, puis compare avec ta propre rédaction.
Comment t'entraîner
Chronomètre-toi, rédige sur papier comme le jour du bac, puis seulement après regarde le cours. Si tu bloques sur une question, écris « on admet que… » et passe à la suivante.
Les autres exercices de ce sujet
Revoir le cours
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- Chapitre 2 : Limites de fonctions : le cours · exercices type bac corrigés
- Chapitre 3 : Continuité et TVI : le cours · exercices type bac corrigés
Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2023 (Métropole, 20 mars 2023 (jour 1)), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (Denis Vergès) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.
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