Terminale Spé Maths / Chapitre 1 : Suites / Annales du bac
Bac 2025, Centres étrangers : exercice 1
On se propose de comparer l'évolution d'une population animale dans deux milieux distincts A et B.
Au 1er janvier 2025, on introduit 6000 individus dans chacun des milieux A et B.
Partie A
Dans cette partie, on étudie l'évolution de la population dans le milieu A.
On suppose que dans ce milieu, l'évolution de la population est modélisée par une suite géométrique de premier terme et de raison .
Pour tout entier naturel représente la population au 1er janvier de l'année , exprimée en millier d'individus.
Donner, selon ce modèle, la population au 1er janvier 2026.
Pour tout entier naturel , exprimer en fonction de .
Déterminer la limite de la suite .
Interpréter ce résultat dans le contexte de l'exercice.
Partie B
Dans cette partie, on étudie l'évolution de la population dans le milieu B.
On suppose que dans ce milieu, l'évolution de la population est modélisée par la suite définie par
et pour tout entier naturel .
Pour tout entier naturel représente la population au 1er janvier de l'année , exprimée en millier d'individus.
Donner, selon ce modèle, la population au 1er janvier 2026.
Soit la fonction définie sur l'intervalle par
Démontrer que la fonction est croissante sur l'intervalle [0 11].
Démontrer par récurrence que pour tout entier naturel , on a
En déduire que la suite est convergente vers une limite .
Justifier que la limite vérifie puis en déduire la valeur de .
Interpréter ce résultat dans le contexte de l'exercice.
Partie C
Cette partie a pour but de comparer l'évolution de la population dans les deux milieux.
En résolvant une inéquation, déterminer l'année à partir de laquelle la population du milieu A sera strictement inférieure à 3000 individus.
À l'aide de la calculatrice, déterminer l'année à partir de laquelle la population du milieu B sera strictement inférieure à 3000 individus.
Justifier qu'à partir d'une certaine année, la population du milieu B dépassera la population du milieu A.
On considère le programme Python ci-contre.
Recopier et compléter ce programme afin qu'après exécution, il affiche l'année à partir de laquelle la population du milieu B est strictement supérieure à la population du milieu A.
Déterminer l'année affichée après exécution du programme.
| n=0 |
| u = 6 |
| v = 6 |
| while … : |
| u = … |
| v= … |
| n = n+1 |
| print (2025 + n) |
Voir le corrigé
Partie A
Question 1.
La suite est géométrique de premier terme et de raison , donc .
On a
Les valeurs de la suite sont exprimées en milliers d'individus.
Donc, selon ce modèle, la population du milieu A au 1er janvier 2026 est de milliers d'individus.
Réponse : , soit 5 580 individus.
Question 2.
La suite est géométrique de premier terme et de raison .
Le terme général d'une suite géométrique est .
Donc, pour tout entier naturel :
Réponse : .
Question 3.
On a .
Or une suite géométrique de raison vérifiant converge vers .
Donc
Par produit par la constante :
Interprétation : selon ce modèle, la population du milieu A tend vers lorsque le temps passe, c'est-à-dire qu'elle disparaît à long terme.
Réponse : .
Partie B
Question 1.
On a et .
On calcule
Donc, selon ce modèle, la population du milieu B au 1er janvier 2026 est de milliers d'individus.
Réponse : , soit 4 800 individus.
Question 2.
La fonction est une fonction polynôme, donc dérivable sur .
Pour tout :
On étudie le signe de :
Donc pour tout .
Une fonction dérivable dont la dérivée est positive sur un intervalle est croissante sur cet intervalle.
Donc la fonction est croissante sur l'intervalle .
Question 3.
On note la propriété .
On calcule d'abord deux images utiles :
Initialisation.
On a et .
Donc : est vraie.
Hérédité.
Soit un entier naturel fixé tel que soit vraie, c'est-à-dire
Montrons que est vraie, c'est-à-dire .
Les nombres , , et appartiennent à l'intervalle , sur lequel est croissante d'après la question 2.
On applique donc à chaque membre de l'hypothèse de récurrence en conservant le sens des inégalités :
Or pour tout , donc et .
Avec et , on obtient
Comme , on en déduit : est vraie.
Conclusion.
est vraie et la propriété est héréditaire : d'après le principe de récurrence, pour tout entier naturel ,
Question 4.
D'après la question 3, pour tout , : la suite est décroissante.
D'après la même question, pour tout , : la suite est minorée par (et ).
D'après le théorème de la limite monotone (toute suite décroissante et minorée converge), la suite converge.
Donc la suite converge vers une limite , avec par passage à la limite dans les inégalités.
Question 5.
a) La fonction est continue sur (fonction polynôme).
La suite converge vers , et .
Donc .
Or et .
Par unicité de la limite, .
On résout cette équation :
Or d'après la question 4, donc .
Donc .
Réponse : .
b) Interprétation : selon ce modèle, la population du milieu B se stabilise à long terme à milliers d'individus, soit individus.
Partie C
Question 1.
La population du milieu A est strictement inférieure à individus lorsque (en milliers).
On résout
On a utilisé que la fonction est strictement croissante sur .
Comme , on a : en divisant par ce nombre, l'inégalité change de sens.
On obtient
Le plus petit entier naturel qui convient est .
Donc la population du milieu A devient strictement inférieure à individus à partir de l'année .
Réponse : 2035.
Question 2.
À la calculatrice, on calcule les termes successifs de :
La suite est décroissante, donc pour et pour .
Donc la population du milieu B devient strictement inférieure à individus pour , c'est-à-dire à partir de l'année .
Réponse : 2031.
Question 3.
On a (partie A) et (partie B).
Par somme de limites :
Cette limite est strictement positive : à partir d'un certain rang, appartient à l'intervalle , donc .
Donc il existe un rang à partir duquel : à partir d'une certaine année, la population du milieu B dépasse celle du milieu A.
Question 4.
a) À chaque passage dans la boucle, on calcule les termes et à partir de et , puis on incrémente .
La boucle doit continuer tant que la population de B n'est pas strictement supérieure à celle de A, c'est-à-dire tant que (au départ ).
Programme complété :
n = 0
u = 6
v = 6
while v <= u:
u = 0.93 * u
v = -0.05 * v**2 + 1.1 * v
n = n + 1
print(2025 + n)
Chacune des deux affectations utilise l'ancienne valeur de sa propre variable : l'ordre des deux lignes est sans importance.
b) On calcule les termes successifs (valeurs arrondies) :
Pour , on a : la condition reste vraie.
Pour , on a : la condition devient fausse et la boucle s'arrête avec .
Le programme affiche alors .
Réponse : 2038.
Points clés attendus
Récurrence rédigée en trois temps, avec la croissance de sur citée dans l'hérédité (et les images et calculées).
Théorème de la limite monotone énoncé avec ses deux hypothèses : suite décroissante et minorée.
Justification de par continuité de , puis élimination de la solution grâce à .
Résolution de l'inéquation avec : sens de l'inégalité changé car .
Programme Python : condition de boucle et deux mises à jour correctes, puis année affichée .
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.
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- Chapitre 1 : Suites : le cours · exercices type bac corrigés
Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2025 (Centres étrangers, 13 juin 2025 (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.
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