Terminale Spé Maths / Chapitre 7 : Primitives et équations différentielles / Annales du bac
Bac 2025, Métropole : exercice 1
Partie A
On considère l'équation différentielle
où est une fonction de la variable réelle .
On cherche l'ensemble des fonctions définies et dérivables sur qui sont solutions de cette équation.
Soit la fonction définie sur par : .
Vérifier que est solution de .
Soit une fonction définie et dérivable sur .
On note la fonction définie sur par : .
Soit l'équation différentielle .
Démontrer que si la fonction est solution de l'équation différentielle alors la fonction est solution de l'équation différentielle .
On admettra que la réciproque est vraie.
Résoudre l'équation différentielle .
En déduire les solutions de .
Déterminer la solution de telle que .
Partie B
On s'intéresse à la glycémie chez une personne venant de prendre un repas.
La glycémie en g , en fonction du temps , exprimé en heure, écoulé depuis la fin du repas, est modélisée par la fonction définie sur [0 6] par :
Montrer que, pour tout .
Étudier les variations de sur [0 6] puis dresser son tableau de variations sur cet intervalle.
Une personne est en hypoglycémie lorsque sa glycémie est inférieure à .
Démontrer que sur l'intervalle [0 6] l'équation admet une unique solution que l'on notera .
Au bout de combien de temps après avoir pris son repas cette personne est- elle en hypoglycémie ?
On exprimera ce temps à la minute près.
On souhaite déterminer la glycémie moyenne en g chez cette personne lors des six heures qui suivent le repas.
À l'aide d'une intégration par parties, montrer que:
Calculer la glycémie moyenne en g chez cette personne lors des six heures qui suivent le repas.
En remarquant que la fonction est solution de l'équation différentielle , expliquer comment on aurait pu obtenir ce résultat autrement.
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Partie A
Question 1. La fonction est le produit de et de , dérivables sur : elle est dérivable sur .
On utilise avec et , donc et . Pour tout réel ,
Donc
Donc la fonction est solution de .
Question 2. a) Supposons que soit solution de : .
On a , et est dérivable (comme somme de fonctions dérivables) avec . Donc
Donc est solution de .
Question 2. b) L'équation s'écrit , de la forme avec . Ses solutions sont les fonctions , avec .
Réponse : , .
Question 2. c) D'après la question 2. a) et la réciproque admise, est solution de si et seulement si est solution de .
D'après la question 2. b), cela équivaut à l'existence d'un réel tel que, pour tout ,
Réponse : les solutions de sont les fonctions , .
Question 2. d) On a . La condition donne .
Donc la solution cherchée est .
Réponse : .
Partie B
Question 1. a) L'énoncé comporte une coquille : l'expression est celle de la dérivée et non de (par exemple, pour , alors que ). On démontre donc la formule pour .
La fonction est dérivable sur comme produit de fonctions dérivables. Avec et , on a et .
Pour tout ,
Question 1. b) Pour tout réel , : a le signe de .
On a .
Donc sur , et sur .
Tableau de variations : est strictement croissante sur et strictement décroissante sur , avec
(maximum)
.
Question 2. a) Sur . La fonction est croissante, donc pour tout de cet intervalle, : l'équation n'a pas de solution.
Sur . La fonction est continue (car dérivable) et strictement décroissante. De plus et , donc est compris entre et .
D'après le théorème des valeurs intermédiaires (corollaire pour une fonction continue et strictement monotone), l'équation admet une unique solution dans .
Conclusion. L'équation admet une unique solution sur , et .
Question 2. b) À la calculatrice (balayage ou résolution numérique), heure.
Comme est strictement décroissante sur et que , on a pour .
En minutes : minutes, soit .
Donc la personne est en hypoglycémie à partir d'environ 5 h 37 min après la fin du repas.
Réponse : environ 337 minutes (5 h 37 min).
Question 3. a) On intègre par parties : on pose et , ce qui donne et . Ces fonctions sont de classe sur .
Question 3. b) La glycémie moyenne sur est la valeur moyenne de sur cet intervalle :
Donc la glycémie moyenne de cette personne lors des six heures qui suivent le repas est environ (arrondie au centième).
Réponse : .
Question 3. c) D'après la partie A (question 2. d)), est la solution de vérifiant . Donc, pour tout ,
Une primitive de est . On en déduit, sans intégration par parties :
On retrouve la valeur de la question 3. a).
Points clés attendus
Vérifier qu'une fonction est solution en dérivant puis en substituant dans l'équation.
Rédiger la structure de résolution : solution particulière, équation homogène , puis somme, et détermination de la constante par la condition initiale.
Pour l'unicité de : continuité, stricte monotonie, valeurs aux bornes, théorème des valeurs intermédiaires, en traitant aussi la partie croissante.
Convertir le résultat en minutes et arrondir comme demandé.
Intégration par parties : choix de et explicite, calcul du crochet, puis valeur moyenne .
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 (Métropole, 9 septembre 2025 (jour 1)), 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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