Terminale Spé Maths / Chapitre 1 : Suites / Annales du bac
Bac 2026, Amérique du Nord : exercice 2
Partie A: étude du sens de variation d'une fonction
On considère la fonction définie sur par
Résoudre l'équation .
On admet que la fonction est dérivable sur .
Vérifier que, pour tout réel ,on a
En déduire le sens de variation de la fonction sur .
Partie B : étude de la convergence d'une suite récurrente
La suite est définie par et, pour tout entier naturel .
Démontrer par récurrence que, pour tout entier naturel , on a .
En déduire que la suite converge et déterminer sa limite.
Le but de cette question est de retrouver par une autre méthode les résultats de la question 2. de la partie B.
Pour tout entier naturel , on pose :
On admet que la suite est bien définie.
Démontrer que la suite est une suite géométrique de raison 4 dont on précisera le premier terme.
En déduire une expression de en fonction de puis que pour tout entier naturel .
En déduire la limite de la suite .
Partie C : étude de la convergence de la somme de termes
Pour tout entier naturel non nul, on pose .
Recopier et compléter le script Python ci-dessous afin que celui-ci permette de lister les premiers termes de la suite .
from math import* def termes(p) : u = \ldots S=0 L= [ ] for i in range(p) : S=\ldots u= \ldots L.append(S) return LRemarque : on rappelle qu'en langage Python,
la commande L= [ ] crée une liste vide
la commande L.append (S) ajoute, à la fin de la liste L, l'élément supplémentaire S.
On rappelle que, pour tout entier naturel , on a .
Démontrer que, pour tout entier naturel non nul, on a .
En déduire les limites respectives de et de lorsque tend vers .
Voir le corrigé
Partie A
Question 1.
La fonction est définie sur car, pour tout réel , : le dénominateur est strictement positif.
Soit un réel. Comme , on peut multiplier les deux membres de l'équation par ce nombre sans changer l'ensemble des solutions :
On regroupe les termes dans un même membre et on factorise :
Un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un des facteurs est nul. Deux cas se présentent.
Premier cas : .
Second cas : . Les deux membres étant positifs, cette équation équivaut à , soit , donc ou .
Donc l'ensemble des solutions de l'équation est .
Réponse : .
Question 2. a)
On écrit avec, pour tout réel ,
La fonction est dérivable sur et .
La fonction est de la forme avec dérivable et strictement positive sur . D'après la formule de dérivation d'une composée, , donc
La fonction ne s'annule pas, donc d'après la formule de dérivation d'un quotient, :
On met le numérateur au même dénominateur, en écrivant :
Donc, pour tout réel , .
Question 2. b)
Pour tout réel , on a , et .
Donc le quotient est strictement positif pour tout réel .
Une fonction dérivable dont la dérivée est strictement positive est strictement croissante. Donc est strictement croissante sur .
Partie B
Question 1.
Soit la propriété : .
Initialisation. On a et . Or , donc : est vraie.
Hérédité. Soit un entier naturel fixé tel que soit vraie, c'est-à-dire
Montrons , c'est-à-dire .
D'après la partie A, la fonction est strictement croissante sur , donc elle conserve l'ordre. On applique à chaque membre de l'hypothèse de récurrence :
On identifie chaque terme :
, et
et , par définition de la suite
.
On obtient donc , et comme , on en déduit
Donc est vraie.
Conclusion. est vraie et est héréditaire : d'après le principe de récurrence, est vraie pour tout entier naturel , c'est-à-dire que pour tout .
Question 2.
D'après la question précédente, pour tout , : la suite est croissante. De plus pour tout : elle est majorée par .
D'après le théorème de la limite monotone (une suite croissante et majorée converge), la suite converge vers un réel .
Comme pour tout , par passage à la limite dans les inégalités larges on a .
La fonction est continue sur (car dérivable). Comme et que converge vers , on obtient en passant à la limite
D'après la question 1 de la partie A, . Comme , les valeurs et sont exclues, donc .
Donc la suite converge et sa limite est .
Réponse : .
Question 3. a)
Pour tout entier naturel , on a , donc
On en déduit
On calcule alors , la suite étant bien définie :
Donc la suite est géométrique de raison . Son premier terme est
Réponse : est géométrique de raison et de premier terme .
Question 3. b)
Une suite géométrique de premier terme et de raison vérifie . Donc, pour tout entier naturel ,
On exprime maintenant en fonction de . De on tire
Comme ,
Comme , on a , donc
Question 3. c)
On divise le numérateur et le dénominateur de par :
Comme , on a .
Par somme puis quotient, .
La fonction racine carrée est continue sur , donc par composition
Donc on retrouve la limite obtenue à la question 2.
Réponse : .
Partie C
Question 1.
La variable u contient le terme courant de la suite, initialement .
À chaque passage dans la boucle, on ajoute à S le carré de u, puis on remplace u par le terme suivant , enfin on ajoute S à la liste. Après le -ième passage, S vaut donc .
Le script complété est :
from math import *
def termes(p):
u = 1
S = 0
L = []
for i in range(p):
S = S + u**2
u = 2*u/sqrt(1 + u**2)
L.append(S)
return L
Vérification : pour , la liste renvoyée est , car , et .
Question 2.
D'après le rappel, pour tout entier naturel , .
La fonction carré est strictement croissante sur et tous ces nombres sont positifs, donc
On écrit cet encadrement pour , soit inégalités, puis on les additionne membre à membre :
C'est-à-dire
Donc, pour tout entier naturel non nul, .
Question 3.
Limite de . Pour tout , , et . D'après le théorème de comparaison, .
Limite de . On divise l'encadrement par , ce qui conserve le sens des inégalités :
On a et . D'après le théorème des gendarmes, .
Donc et .
Réponse : .
Points clés attendus
Dériver un quotient en détaillant , , , , puis conclure au signe de par stricte positivité de chaque facteur.
Récurrence rédigée complètement, avec l'usage explicite de la stricte croissance de et le calcul de et de .
Citer le théorème de la limite monotone, puis justifier que la limite vérifie (continuité de ) et éliminer et grâce à .
Montrer en calculant d'abord , puis exprimer en fonction de .
Sommer l'encadrement pour obtenir , puis nommer le théorème de comparaison et le théorème des gendarmes.
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 2026 (Amérique du Nord, 21 mai 2026 (jour 2)), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (Denis Vergès) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.
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