Terminale Spé Maths / Chapitre 4 : Dérivation et convexité / Annales du bac
Bac 2025, Centres étrangers : exercice 2
Partie A
On considère la fonction définie sur l'intervalle par :
où et sont deux constantes réelles strictement positives.
On admet que la fonction est dérivable sur l'intervalle .
La fonction admet pour représentation graphique la courbe ci-dessous :

On considère les points A(0 0,5) et B(10 1).
On admet que la droite (AB) est tangente à la courbe au point A.
Par lecture graphique, donner une valeur approchée de .
On admet que .
Interpréter ce résultat dans le contexte de l'exercice.
Justifier que .
Déterminer le coefficient directeur de la droite (AB).
Déterminer l'expression de en fonction de et de la constante .
En déduire la valeur de .
Partie B
On admet, dans la suite de l'exercice, que la fonction est définie sur l'intervalle par :
Déterminer .
Étudier les variations de la fonction sur l'intervalle .
Montrer qu'il existe un unique réel positif tel que .
À l'aide de la calculatrice, donner un encadrement du réel par deux nombres entiers consécutifs.
Interpréter ce résultat dans le contexte de l'énoncé.
Partie C
Montrer que, pour tout appartenant à l'intervalle , .
En déduire une primitive de la fonction sur l'intervalle .
Calculer la valeur moyenne de la fonction sur l'intervalle [0 40], c'est-à-dire:
On donnera la valeur exacte et une valeur approchée au millième.
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Partie A
Question 1.
On repère sur le graphique le point de la courbe d'abscisse .
Ce point a une ordonnée proche de .
Le point B est situé sur la tangente (AB) et non sur la courbe : la courbe passe en dessous de B.
Donc .
Réponse : (lecture graphique).
Question 2.
On a .
Donc, lorsque devient grand, la grandeur modélisée par se rapproche de .
La courbe admet la droite d'équation pour asymptote horizontale en .
Interprétation : à long terme, la grandeur modélisée se stabilise près de la valeur , qui est sa valeur limite.
Question 3.
Le point A appartient à la courbe , donc .
Par ailleurs
Donc
Deux nombres strictement positifs ont des inverses égaux s'ils sont égaux, donc .
Donc .
Réponse : .
Question 4.
Le coefficient directeur de la droite (AB), avec A et B, est
Donc le coefficient directeur de la droite (AB) est .
Réponse : .
Question 5.
a) D'après la question 3, , donc
La fonction s'écrit avec .
La fonction est dérivable sur et ne s'annule pas (on a ).
On dérive comme somme d'une constante et d'une composée :
La formule donne alors
Réponse : .
b) La droite (AB) est tangente à au point A d'abscisse .
Le coefficient directeur de la tangente en A est , donc d'après la question 4.
On calcule
Donc
Donc .
Réponse : .
Partie B
Question 1.
On a .
Par limite d'une composée, avec :
Donc, par somme puis par quotient (le dénominateur tend vers ) :
Réponse : .
Question 2.
La fonction est dérivable sur et, d'après la partie A avec , pour tout :
Le numérateur est strictement positif, car la fonction exponentielle est strictement positive.
Le dénominateur est un carré de nombre strictement positif : il est strictement positif.
Donc pour tout .
Donc la fonction est strictement croissante sur .
Elle part de et tend vers en (question 1).
Question 3.
Vérifions les hypothèses du théorème de la bijection (corollaire du théorème des valeurs intermédiaires).
La fonction est dérivable sur , donc continue sur cet intervalle.
La fonction est strictement croissante sur (question 2).
On a et .
Donc réalise une bijection de sur .
Or .
Donc l'équation admet une unique solution dans .
Donc il existe un unique réel positif tel que .
Question 4.
L'énoncé écrit « » : il s'agit du réel de la question précédente, la constante valant .
On résout :
À la calculatrice, .
Donc .
Comme est strictement croissante, si et seulement si .
Interprétation : la valeur est atteinte pour , et dépasse à partir de (en valeurs entières).
Réponse : (avec ).
Partie C
Question 1.
Pour tout , le nombre est non nul.
On multiplie le numérateur et le dénominateur de par :
Or , donc le dénominateur vaut .
Donc, pour tout :
Question 2.
On pose .
La fonction est dérivable sur , strictement positive, et .
D'après la question 1 :
Une primitive de avec est .
Donc une primitive de sur est
Réponse : .
Question 3.
La fonction est continue sur et en est une primitive, donc
À la calculatrice, (arrondi au millième).
Donc la valeur moyenne de sur est .
Réponse : .
Points clés attendus
Lecture graphique de : le point B est sur la tangente, pas sur la courbe.
Déduire de et de (coefficient directeur de la tangente en A).
Dérivée de détaillée, signe de justifié par la positivité de l'exponentielle.
Théorème de la bijection : continuité, stricte monotonie, valeurs aux bornes ( et limite ), puis .
Primitive reconnue sous la forme avec , puis valeur moyenne avec le facteur .
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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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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