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Terminale Spé Maths / Chapitre 1 : Suites / Annales du bac

Bac 2026, Asie : exercice 2

9 juin 2026 · jour 1 · 5 points Vrai / Faux

Pour chacune des affirmations suivantes, indiquer si elle est vraie ou fausse en justifiant votre choix. Une réponse non argumentée ne sera pas prise en compte dans l'évaluation.

  1. On considère la fonction ff définie sur l'intervalle ]1;+∞[]1 ;+\infty[ par :

    f(x)=x−1x2−1f(x)=\dfrac{x-1}{\sqrt{x^{2}-1}}

    Affirmation 1 : La fonction ff admet pour limite 1 en +∞+\infty.

  2. On considère la suite (wn)(w_{n}) définie par   w0=1w_{0}=1   et pour tout entier naturel nn par :

    wn+1=wn+2n+3w_{n+1}=w_{n}+2 n+3

    Affirmation 2 : Pour tout entier naturel nn,

    wn=(n+1)2w_{n}=(n+1)^{2}

  3. Soit pp un nombre réel tel que   0<p<10 < p < 1.

    On considère une variable aléatoire XX qui suit la loi binomiale de paramètres 3 et pp.

    On note P(X=1)P\big(X=1\big) la probabilité de l'évènement (X=1)(X=1).

    Affirmation 3 :  P(X=1)=3p−6p2+3p3P\big(X=1\big)=3 p-6 p^{2}+3 p^{3}.

  4. On considère la suite (vn)\left(v_{n}\right) définie pour tout entier naturel n⩾1n \geqslant 1 par :

    vn=∫01enx dxv_{n}=\int_{0}^{1} \mathrm{e}^{n x} \,\mathrm{d}x

    Affirmation 4 : Pour tout entier naturel n⩾1n \geqslant 1,

    vn=ennv_{n}=\dfrac{\mathrm{e}^{n}}{n}

  5. On colorie en rouge, jaune ou noir chacune des 16 cases d'un quadrillage.

    Affirmation 5 : On peut réaliser (163)\displaystyle \binom{16}{3} coloriages différents.

Voir le corrigé

Affirmation 1. Vraie.

Soit x>1x>1. Alors x−1>0x-1>0 et x+1>0x+1>0, et x2−1=(x−1)(x+1)x^{2}-1=(x-1)(x+1).

Donc x2−1=x−1×x+1\sqrt{x^{2}-1}=\sqrt{x-1}\times\sqrt{x+1}.

On remplace dans l'expression de ff et on simplifie par x−1≠0\sqrt{x-1}\neq0, en remarquant que x−1=x−1×x−1x-1=\sqrt{x-1}\times\sqrt{x-1} :

f(x)=x−1x−1 x+1=x−1x+1=x−1x+1.f(x)=\dfrac{x-1}{\sqrt{x-1}\,\sqrt{x+1}}=\dfrac{\sqrt{x-1}}{\sqrt{x+1}}=\sqrt{\dfrac{x-1}{x+1}}.

On divise numérateur et dénominateur par x>0x>0 :

f(x)=1−1x1+1x.f(x)=\sqrt{\dfrac{1-\frac1x}{1+\frac1x}}.

On a lim⁡x→+∞1x=0\lim\limits_{x\to+\infty}\dfrac1x=0.

Donc lim⁡x→+∞1−1x1+1x=1−01+0=1\lim\limits_{x\to+\infty}\dfrac{1-\frac1x}{1+\frac1x}=\dfrac{1-0}{1+0}=1.

La fonction racine carrée est continue en 11, donc, par limite d'une composée :

lim⁡x→+∞f(x)=1=1.\lim\limits_{x\to+\infty}f(x)=\sqrt1=1.

Donc l'affirmation 1 est vraie.

Affirmation 2. Vraie.

Pour tout entier naturel nn, on note P(n)P(n) la propriété wn=(n+1)2w_n=(n+1)^{2}.

Initialisation. On a w0=1w_0=1 et (0+1)2=1(0+1)^{2}=1 : P(0)P(0) est vraie.

Hérédité. Soit kk un entier naturel fixé tel que P(k)P(k) soit vraie, c'est-à-dire wk=(k+1)2w_k=(k+1)^{2} (hypothèse de récurrence). Montrons P(k+1)P(k+1), c'est-à-dire wk+1=(k+2)2w_{k+1}=(k+2)^{2}.

D'après la définition de la suite et l'hypothèse de récurrence :

wk+1=wk+2k+3=(k+1)2+2k+3.w_{k+1}=w_k+2k+3=(k+1)^{2}+2k+3.

On développe :

wk+1=k2+2k+1+2k+3=k2+4k+4=(k+2)2.w_{k+1}=k^{2}+2k+1+2k+3=k^{2}+4k+4=(k+2)^{2}.

Donc P(k+1)P(k+1) est vraie.

Conclusion. P(0)P(0) est vraie et PP est héréditaire : d'après le principe de récurrence, wn=(n+1)2w_n=(n+1)^{2} pour tout entier naturel nn.

Donc l'affirmation 2 est vraie.

Affirmation 3. Vraie.

La variable aléatoire XX suit la loi binomiale B(3 ;p)\mathcal{B}(3\,;p). Donc, pour k∈{0 ;1 ;2 ;3}k\in\{0\,;1\,;2\,;3\} :

P(X=k)=(3k)pk(1−p)3−k.P(X=k)=\binom3kp^{k}(1-p)^{3-k}.

Pour k=1k=1, avec (31)=3\dbinom31=3 :

P(X=1)=3p(1−p)2.P(X=1)=3p(1-p)^{2}.

On développe, sachant que (1−p)2=1−2p+p2(1-p)^{2}=1-2p+p^{2} :

P(X=1)=3p(1−2p+p2)=3p−6p2+3p3.P(X=1)=3p(1-2p+p^{2})=3p-6p^{2}+3p^{3}.

Donc l'affirmation 3 est vraie.

Affirmation 4. Fausse.

Soit n⩾1n\geqslant1. La fonction x↦enxx\mapsto\mathrm{e}^{nx} est continue sur [0 ;1][0\,;1] et admet pour primitive x↦enxnx\mapsto\dfrac{\mathrm{e}^{nx}}{n} (car n≠0n\neq0).

Donc

vn=[enxn]01=enn−e0n=en−1n.v_n=\left[\dfrac{\mathrm{e}^{nx}}{n}\right]_0^1=\dfrac{\mathrm{e}^{n}}{n}-\dfrac{\mathrm{e}^{0}}{n}=\dfrac{\mathrm{e}^{n}-1}{n}.

Cette valeur est différente de enn\dfrac{\mathrm{e}^{n}}{n}, puisque 1n≠0\dfrac{1}{n}\neq0.

Contre-exemple : pour n=1n=1, v1=e−1≠ev_1=\mathrm{e}-1\neq\mathrm{e}.

Donc l'affirmation 4 est fausse.

Affirmation 5. Fausse.

Chacune des 1616 cases est coloriée de l'une des 33 couleurs (rouge, jaune ou noir), indépendamment des autres cases.

Par le principe multiplicatif, le nombre de coloriages est

316=43 046 721.3^{16}=43\,046\,721.

Le nombre (163)=560\dbinom{16}{3}=560 est le nombre de façons de choisir 33 cases parmi 1616 : il ne correspond pas à cette situation.

Comme 43 046 721≠56043\,046\,721\neq560, l'affirmation 5 est fausse.

Points clés attendus

  • Affirmation 1 : lever la forme indéterminée en simplifiant par x−1\sqrt{x-1} (ou en factorisant) et conclure par limite d'une composée.

  • Affirmation 2 : rédiger une récurrence complète (initialisation, hérédité avec hypothèse de récurrence, conclusion).

  • Affirmation 3 : citer la loi binomiale B(3 ;p)\mathcal{B}(3\,;p) et la formule de P(X=k)P(X=k) avant de développer.

  • Affirmation 4 : calculer l'intégrale avec une primitive et ne pas oublier la borne 00   un contre-exemple numérique suffit pour réfuter.

  • Affirmation 5 : identifier une situation de choix indépendants (principe multiplicatif) et non un choix de cases parmi 1616.

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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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Revoir le cours

Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2026 (Asie, 9 juin 2026 (jour 1)), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (François Kriegk) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.

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