Terminale Spé Maths / Chapitre 5 : Fonction logarithme / Annales du bac
Bac 2024, Amérique du Nord : exercice 4
Soit un réel strictement positif.
On considère la fonction définie sur l'intervalle par
On note sa courbe représentative dans un repère orthonormé.
Soit un réel strictement supérieur à 1.
Déterminer l'abscisse du point d'intersection de la courbe et de l'axe des abscisses.
Vérifier que la fonction définie par est une primitive de la fonction sur l'intervalle .
En déduire l'aire du domaine bleuté en fonction de et de .

On note la tangente à la courbe au point d'abscisse .
On appelle A le point d'intersection de la tangente avec l'axe des ordonnées et B le projeté orthogonal de sur l'axe des ordonnées.

Démontrer que la longueur AB est égale à une constante (c'est-à-dire à un nombre qui ne dépend pas de ) que l'on déterminera.
Le candidat prendra soin d'expliciter sa démarche.
Voir le corrigé
Question 1.
Pour tout , comme :
Donc la courbe coupe l'axe des abscisses en un seul point, d'abscisse .
Réponse : le point d'intersection a pour abscisse .
Question 2.
La fonction est dérivable sur . Pour le produit , on pose et , avec et . La formule donne
On en déduit, pour tout :
Donc est une primitive de sur .
Question 3.
Sur l'intervalle (avec ), on a et , donc . La fonction est continue et positive sur : l'aire du domaine bleuté, délimité par la courbe , l'axe des abscisses et les droites d'équations et , est égale, en unités d'aire, à
D'après la question 2, est une primitive de :
On calcule les deux valeurs :
On en déduit
Donc l'aire du domaine bleuté est unités d'aire.
Réponse : .
Question 4.
La fonction est dérivable sur et . Le point a pour coordonnées et .
La tangente à au point d'abscisse a pour équation
On développe :
Le point A est le point d'intersection de avec l'axe des ordonnées : on prend , ce qui donne . Donc
Le point B est le projeté orthogonal de sur l'axe des ordonnées : il a la même ordonnée que et une abscisse nulle. Donc
Les points A et B sont sur l'axe des ordonnées, donc la longueur est la valeur absolue de la différence de leurs ordonnées :
Donc la longueur est égale à , constante qui ne dépend pas de .
Réponse : .
Points clés attendus
Question 1 : utiliser pour passer de à .
Question 2 : dériver en détaillant la formule du produit pour .
Question 3 : justifier que est positive sur (donc l'intégrale est bien une aire), puis utiliser la primitive en calculant .
Question 4 : écrire l'équation de la tangente avec la formule , déterminer les coordonnées de A et de B, et conclure avec pour la valeur absolue.
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
- Chapitre 5 : Fonction logarithme : le cours · exercices type bac corrigés
- Chapitre 7 : Primitives et équations différentielles : le cours · exercices type bac corrigés
- Chapitre 11 : Orthogonalité et distances dans l'espace : le cours · exercices type bac corrigés
Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2024 (Amérique du Nord, 22 mai 2024 (jour 2)), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (Denis Vergès et François Hache) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.
Un doute sur un exercice ou sur ta méthode de rédaction ? On en parle ensemble, sans engagement.
Réserver un appel découverte