Terminale Spé Maths / Chapitre 5 : Fonction logarithme / Annales du bac
Bac 2026, Antilles-Guyane : exercice 4
Partie A : lecture graphique
On considère une fonction définie et deux fois dérivable sur l'intervalle . On note sa fonction dérivée et sa fonction dérivée seconde.
On a tracé, dans un repère orthogonal, la courbe de la fonction , notée , ainsi que la tangente à au point A(1 0). On précise que passe par le point B.
On répondra aux questions suivantes en les justifiant à l'aide du graphique.

Déterminer .
La fonction est-elle concave sur ?
Déterminer .
Partie B : étude de fonction
On admet que la fonction représentée graphiquement dans la partie A est définie sur l'intervalle par :
On rappelle que :
la fonction est deux fois dérivable sur l'intervalle , que désigne sa fonction dérivée et sa fonction dérivée seconde
désigne la courbe représentative de la fonction sur l'intervalle .
Déterminer, en justifiant, la limite de la fonction en . En déduire une interprétation graphique.
Résoudre l'équation sur l'intervalle .
On admet que pour tout réel appartenant à l'intervalle :
Montrer que pour tout réel appartenant à l'intervalle :
Montrer que admet un unique point d'inflexion et que ce point est l'intersection de avec l'axe des abscisses.
Montrer que la fonction est positive sur l'intervalle .
On admet que pour tout appartenant à l'intervalle , on a :
Montrer que :
On note l'aire du domaine délimité par la courbe , l'axe des abscisses et les droites d'équation et .
En vous aidant d'une intégration par parties, déterminer la valeur exacte de l'aire en unité d'aire.
Partie C : généralisation
On désigne par un réel strictement positif et par la fonction définie sur l'intervalle par :
On admet que est deux fois dérivable sur l'intervalle . On note sa fonction dérivée, sa fonction dérivée seconde, et sa représentation graphique.
On admet que pour tout appartenant à l'intervalle :
Montrer que pour tout réel strictement positif, la courbe admet un unique point d'inflexion A.
Montrer que les points A sont alignés, appartenant à l'intervalle .
Voir le corrigé
Partie A
Question 1.
Le nombre dérivé est le coefficient directeur de la tangente à au point A d'abscisse .
La tangente passe par A et par B. Son coefficient directeur vaut donc
Donc .
Réponse : .
Question 2.
Une fonction est concave sur un intervalle si et seulement si sa courbe est située en dessous de chacune de ses tangentes sur cet intervalle.
Sur le graphique, après le point A (pour ), la courbe est située au-dessus de la tangente .
Donc la fonction n'est pas concave sur .
Question 3.
Sur le graphique, la courbe est en dessous de la tangente avant A et au-dessus après A : elle traverse sa tangente en A.
Un point où la courbe traverse sa tangente est un point d'inflexion, c'est-à-dire un point où la convexité change : la fonction s'annule en changeant de signe en .
Donc .
Réponse : .
Partie B
Question 1.
Lorsque tend vers par valeurs supérieures, on a :
, donc par composition avec , .
Par produit, une limite finie strictement positive multipliée par une limite égale à donne
Interprétation graphique : la courbe admet la droite d'équation pour asymptote verticale.
Réponse : .
Question 2.
Soit . Un produit est nul si et seulement si l'un de ses facteurs est nul :
Or n'appartient pas à l'intervalle .
Et , valeur qui appartient à l'intervalle.
Donc l'ensemble des solutions de l'équation sur est .
Réponse : .
Question 3. a)
On dérive sur .
Pour le premier terme, avec (strictement positive) :
Pour le second terme, on utilise la formule du quotient avec et :
Donc
Question 3. b)
Un point d'inflexion de correspond à un point où s'annule en changeant de signe.
Pour tout , : le signe de est celui de , donc celui de .
Donc :
pour : est concave sur cet intervalle
pour : est convexe sur cet intervalle.
La dérivée seconde s'annule en changeant de signe uniquement en : la courbe admet un unique point d'inflexion, d'abscisse .
D'après la question 2, : ce point d'inflexion est A.
D'après la question 2 également, est la seule solution de : A est donc l'unique point d'intersection de avec l'axe des abscisses.
Donc admet un unique point d'inflexion, et ce point est l'intersection de avec l'axe des abscisses.
Question 4. a)
Soit .
, et la fonction est strictement croissante sur avec , donc .
Le produit de deux nombres positifs est positif.
Donc pour tout : la fonction est positive sur .
Question 4. b)
D'après l'égalité admise, pour tout :
On cherche une primitive de chaque terme sur :
une primitive de est
une primitive de est
la fonction est de la forme avec , donc une primitive de est .
Donc
Question 4. c)
La fonction est continue et positive sur (question 4. a).
Donc l'aire du domaine délimité par , l'axe des abscisses et les droites d'équations et est, en unités d'aire,
On effectue une intégration par parties en posant, sur :
Les fonctions et sont de classe sur , donc
On simplifie l'intégrande : .
On calcule le crochet :
D'après la question 4. b), il vient
Donc l'aire du domaine vaut unité d'aire, soit environ unité d'aire au centième près.
Réponse : unité d'aire.
Partie C
Question 1.
Soit . Un point d'inflexion de correspond à un point où s'annule en changeant de signe.
Pour tout , on a et : le signe de est celui de .
Comme , on a , et .
Le réel appartient à l'intervalle , car .
Donc :
pour
pour .
La dérivée seconde s'annule en changeant de signe uniquement en .
Donc, pour tout réel , la courbe admet un unique point d'inflexion , d'abscisse .
Question 2.
L'ordonnée de est
Donc a pour coordonnées .
Tous les points ont une ordonnée nulle : ils appartiennent tous à l'axe des abscisses.
Donc les points , pour , sont alignés (sur la droite d'équation ).
Points clés attendus
Lire comme le coefficient directeur de la tangente, et justifier la non-concavité et par la position de la courbe par rapport à sa tangente et le changement de convexité en A.
Justifier la limite en par composition (, puis ) et en déduire l'asymptote verticale.
Pour le point d'inflexion : étudier le signe de et montrer qu'elle change de signe en , puis utiliser .
Pour l'aire : vérifier que est positive sur , poser , , , dans l'intégration par parties et réutiliser le résultat de la question 4. b).
Dans la partie C, étudier le signe de en fonction du signe de et calculer l'ordonnée de .
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 2026 (Antilles-Guyane, 16 juin 2026 (jour 1)), 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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