Terminale Spé Maths / Chapitre 5 : Fonction logarithme / Annales du bac
Bac 2026, Métropole : exercice 4
On considère la fonction définie sur l'intervalle par :
On admet que la fonction est deux fois dérivable sur .
On note sa fonction dérivée et sa fonction dérivée seconde.
Partie A
L'objectif de cette partie est de déterminer les valeurs de et de sorte que la courbe représentative de la fonction sur corresponde à celle tracée dans le repère orthonormé ci-dessous :

On précise que la droite est la tangente à la courbe représentative de la fonction au point A.
Justifier que .
En utilisant le graphique :
Donner la valeur de .
Justifier.
Donner le signe de .
Justifier.
Montrer que pour tout réel appartenant à , on a :
En déduire la valeur de .
Partie B
On admet dans la suite de l'exercice que la fonction est définie sur par :
Justifier que la droite d'équation est asymptote à la courbe représentative de la fonction .
Résoudre l'inéquation sur .
On admet que .
Dresser le tableau de variation complet de la fonction en indiquant la valeur exacte de son extremum.
Justifier.
Montrer que l'équation admet une unique solution dans l'intervalle .
En donner une valeur arrondie à .
Montrer que :
En déduire l'aire, en unité d'aire, du domaine délimité par l'axe des abscisses, la courbe représentative de la fonction , l'axe des ordonnées et la droite d'équation .
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Partie A
Question 1. Le point appartient à la courbe représentative de , donc .
Par ailleurs
Donc .
Question 2. a) Le nombre dérivé est le coefficient directeur de la tangente à la courbe au point d'abscisse , c'est-à-dire de la droite .
Cette droite passe par et, d'après le graphique, par le point (intersection de lignes du quadrillage).
Donc
Réponse : .
Question 2. b) Sur le graphique, la courbe est au voisinage de située sous ses tangentes : elle est concave en ce point. De même, la pente de la courbe passe de en à une valeur nulle au maximum (vers ) : est décroissante autour de .
Or la fonction est concave sur un intervalle lorsque sur cet intervalle, et est la dérivée de .
Donc .
Réponse : .
Question 3. a) La fonction est dérivable sur (admis). On écrit avec
D'après la formule de dérivation d'un quotient , on a pour tout :
Question 3. b) On calcule avec la formule précédente :
D'après la question 2. a), .
Donc .
Réponse : et .
Partie B
On a sur .
Question 1. On étudie la limite de en . On pose : quand , .
Par croissances comparées, .
Par limite d'une composée, .
Donc
Donc la droite d'équation est asymptote horizontale à la courbe représentative de en .
Question 2. Pour tout :
Donc l'ensemble des solutions de l'inéquation sur est .
Réponse : .
Question 3. Dérivée. D'après la partie A, pour tout ,
Signe de . Le dénominateur est strictement positif sur et , donc a le signe de .
D'après la question 2, sur , pour et sur .
Variations. Donc sur et sur :
est strictement croissante sur
est strictement décroissante sur .
Extremum. La fonction admet un maximum en . Comme et :
Tableau de variation, décrit en phrases : sur , part de (limite en , admise), croît jusqu'à la valeur maximale atteinte en , puis décroît vers (limite en , question 1).
Donc le maximum de est , atteint en .
Question 4. Sur l'intervalle , on vérifie les hypothèses du théorème de la bijection (corollaire du théorème des valeurs intermédiaires).
est continue sur , car dérivable sur .
est strictement décroissante sur , car , donc cet intervalle est contenu dans .
et : donc réalise une bijection de sur .
Le réel appartient à , donc d'après le théorème de la bijection, l'équation admet une unique solution dans .
Valeur approchée. À la calculatrice, et . La fonction étant strictement décroissante, donne .
Donc (valeur arrondie à ).
Réponse : .
Question 5. a) Sur , la fonction est de la forme avec et .
Une primitive de est , donc une primitive de cette fonction est .
On en déduit
Question 5. b) Sur , on a , donc et . Donc : la fonction est continue et positive sur .
L'aire du domaine délimité par l'axe des abscisses, la courbe de , l'axe des ordonnées et la droite d'équation est donc, en unités d'aire,
Par linéarité de l'intégrale :
Donc l'aire du domaine est unités d'aire, soit environ unités d'aire.
Réponse : unités d'aire.
Points clés attendus
Utiliser pour , et le coefficient directeur de la tangente lu sur le graphique pour .
Dériver avec la formule du quotient en détaillant , , , , puis justifier le signe de (dénominateur strictement positif).
Citer les croissances comparées pour la limite en et en déduire l'asymptote.
Pour l'équation , vérifier continuité, stricte monotonie et valeurs aux bornes avant de citer le théorème de la bijection, puis encadrer la solution.
Reconnaître la forme pour l'intégrale, et justifier la positivité de avant d'écrire l'aire comme une intégrale.
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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Revoir le cours
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Source : sujet officiel de l'épreuve de spécialité mathématiques du baccalauréat, session 2026 (Métropole, 16 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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