Terminale Spé Maths / Chapitre 7 : Primitives et équations différentielles / Annales du bac
Bac 2024, Polynésie : exercice 2
Pour chacune des affirmations suivantes, indiquer si elle est vraie ou fausse.
Chaque réponse doit être justifiée. Une réponse non justifiée ne rapporte aucun point.
On considère la fonction définie sur par
Affirmation A : La fonction admet pour tableau de variations le tableau ci- dessous:

Affirmation B : L'équation admet deux solutions dans .
Affirmation C :
On considère la fonction définie et continue sur par
Affirmation D : Il existe une primitive de la fonction décroissante sur .
On considère l'équation différentielle
Affirmation E : La fonction définie sur par
est solution de l'équation différentielle avec .
Affirmation F : Une intégration par parties permet d'obtenir :
Voir le corrigé
Affirmation A. Vraie.
La fonction est dérivable sur comme somme de fonctions dérivables, et pour tout réel :
Pour tout réel , , donc : la fonction est strictement croissante sur .
Limite en : et , donc par somme .
Limite en : et , donc par somme .
Le tableau proposé (flèche croissante de à ) est donc correct : l'affirmation A est vraie.
Affirmation B. Fausse.
D'après la question précédente, est continue (car dérivable) et strictement croissante sur , avec et . Donc réalise une bijection de sur .
D'après le corollaire du théorème des valeurs intermédiaires (théorème de la bijection), pour tout réel , l'équation admet une unique solution dans . Le réel appartient à : l'équation admet donc exactement une solution, et non deux.
L'affirmation B est fausse.
Affirmation C. Vraie.
Pour , on divise chaque terme du numérateur par :
Par croissances comparées, .
De plus .
Par somme et produit de limites :
L'affirmation C est vraie.
Affirmation D. Fausse.
Pour tout réel , (une exponentielle est strictement positive), donc
La fonction étant continue sur , elle admet des primitives. Soit l'une d'elles : est dérivable et . Donc pour tout réel : toute primitive de est strictement croissante sur .
Aucune primitive de n'est donc décroissante sur : l'affirmation D est fausse.
Affirmation E. Vraie.
La fonction est dérivable sur et, pour tout réel , par dérivation d'une composée de la forme avec :
On calcule alors :
La fonction vérifie sur . De plus
L'affirmation E est vraie.
Affirmation F. Vraie.
On intègre par parties. On pose, pour :
Les fonctions et sont de classe sur , donc
On calcule chaque terme :
Donc
L'affirmation F est vraie.
Points clés attendus
Affirmation A : dérivée, signe, et les deux limites aux bornes.
Affirmation B : citer le théorème des valeurs intermédiaires (ou de la bijection) avec continuité, stricte monotonie et limites.
Affirmation C : factoriser par et citer les croissances comparées.
Affirmation D : une primitive a pour dérivée , donc elle est croissante.
Affirmations E et F : vérifier l'équation différentielle et la condition initiale par le calcul, puis conduire l'intégration par parties avec le choix de et explicité.
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 8 : Calcul intégral : le cours · exercices type bac corrigés
Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2024 (Polynésie, 5 septembre 2024), 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.
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