Terminale Spé Maths / Chapitre 4 : Dérivation et convexité / Annales du bac
Bac 2026, Métropole : exercice 4
Partie A
Soit une fonction définie et dérivable sur l'intervalle dont on donne ci-dessous une partie de la courbe représentative dans un repère orthogonal.
On note sa fonction dérivée.
la courbe admet une tangente parallèle à l'axe des abscisses au point C d'abscisse 1
la tangente à la courbe au point A passe par le point B.
À l'aide du graphique ci-contre :
Donner .
Donner la solution de l'équation sur l'intervalle .
Déterminer .

Parmi les trois courbes , et ci-dessous, deux représentent des primitives de la fonction .
Indiquer lesquelles et justifier.

Partie B
Un industriel doit créer un logo représentant la forme ci-contre (Fig. 1).
La dimension de 0,3 cm indiquée sur la figure est une contrainte imposée par le client.
L'industriel choisit de modéliser le contour de ce logo à l'aide d'une portion de la courbe de la fonction vue en partie A, et de l'image de cette portion par la symétrie par rapport à l'axe des abscisses, sur un intervalle .
Le nombre est un réel supérieur à 1 que l'on déterminera dans cette partie.
L'ensemble est représenté graphiquement dans un repère orthonormé (Fig. 2) d'unité 1 cm.

On admet que la fonction est définie sur l'intervalle par :
Vérifier que pour tout réel appartenant à l'intervalle :
En déduire la limite de en .
(On pourra poser .
Montrer que,
pour tout de l'intervalle ,
Construire le tableau complet des variations de la fonction sur l'intervalle .
Justifier que la contrainte imposée par le client se traduit par l'égalité .
Montrer qu'il existe une unique valeur de dans l'intervalle qui permette de vérifier cette égalité.
En donner une valeur arrondie au dixième.

Partie C
On fabrique un porte-clé en découpant une plaque d'acier suivant la forme du logo représenté par la surface grisée en figure 2 de la partie B.
On précise que cette plaque a une épaisseur de .
On considère :
À l'aide d'une intégration par parties, montrer que l'intégrale arrondie au dixième est égale à 3,6.
On précise que le volume du porte-clé est égal à :
Aire du logo épaisseur de la plaque
Déterminer le volume du porte-clé en , arrondi au dixième.
Voir le corrigé
Partie A
Question 1. a)
La courbe admet une tangente parallèle à l'axe des abscisses au point C d'abscisse .
Le coefficient directeur de cette tangente est , et une droite parallèle à l'axe des abscisses a un coefficient directeur nul.
Donc .
Réponse : .
Question 1. b)
Les solutions de l'équation sont les abscisses des points d'intersection de avec l'axe des abscisses.
Sur l'intervalle , la courbe coupe l'axe des abscisses en un seul point, le point A elle est strictement en dessous de l'axe pour et strictement au-dessus pour .
Donc l'équation admet pour unique solution sur .
Réponse : .
Question 2.
Le nombre dérivé est le coefficient directeur de la tangente à au point A d'abscisse .
La droite passe par les points A et B, dont les abscisses sont différentes : son coefficient directeur est
Donc .
Réponse : .
Question 3.
Réponse : les courbes et représentent des primitives de .
Soit une primitive de sur : on a .
D'après la partie A, pour , et pour .
Donc est strictement négative sur et strictement positive sur : la fonction est strictement décroissante sur , puis strictement croissante sur .
La courbe de admet donc un minimum pour , avec une tangente horizontale en ce point.
Les courbes et vérifient cette description : elles décroissent jusqu'à l'abscisse , puis croissent.
La courbe décroît jusqu'à une abscisse voisine de : elle est encore décroissante sur des valeurs de supérieures à , où est strictement positive. Ce n'est pas possible pour une primitive de .
Donc n'est pas la courbe d'une primitive de .
Vérification par le calcul : la fonction est dérivable sur et
Les primitives de sont donc les fonctions , avec , c'est-à-dire les translatées verticales de .
Les courbes et correspondent à et . La courbe n'est pas une translatée verticale de : elle a le même comportement en mais son minimum n'est pas atteint pour la même abscisse.
Donc les primitives de sont représentées par et .
Partie B
Question 1. a)
Pour tout réel , on a .
Donc
On en déduit
Donc, pour tout , .
Question 1. b)
On pose .
Quand tend vers , tend vers .
D'après la question 1. a), .
Par croissances comparées, .
Par limite d'une composée, .
Donc, en multipliant par la constante , .
Réponse : . La courbe admet l'axe des abscisses pour asymptote horizontale en .
Question 2. a)
La fonction est dérivable sur comme produit de fonctions dérivables : et .
On a .
La fonction est de la forme avec , donc .
D'après la formule , pour tout :
On factorise par :
Donc, pour tout , .
Question 2. b)
Pour tout , .
Donc a le même signe que .
On a et .
Donc sur , et sur .
On calcule les valeurs utiles :
On a aussi et, d'après la question 1. b), .
Tableau de variations de sur :
sur , est strictement croissante, de à
sur , est strictement décroissante, de vers
admet donc un maximum en , égal à .
Question 3.
Le contour du logo est formé de la courbe de sur et de son image par la symétrie par rapport à l'axe des abscisses.
Sur , on a , donc la courbe de est au-dessus de l'axe des abscisses et son symétrique en dessous.
Au bord droit du logo, d'abscisse , la hauteur est la distance entre les points et , soit .
La contrainte imposée par le client est que cette hauteur vaut cm :
On montre que l'équation admet une unique solution dans .
Sur :
est continue (car dérivable)
est strictement décroissante (question 2. b)
et , donc prend toutes les valeurs de l'intervalle .
Or .
D'après le théorème des valeurs intermédiaires (corollaire pour une fonction continue et strictement monotone), l'équation admet une unique solution dans .
Pour donner une valeur approchée, on calcule à la calculatrice :
Comme est strictement décroissante sur , on en déduit .
Donc a pour valeur approchée au dixième (la calculatrice donne ).
Réponse : est unique dans et .
Partie C
Question 1.
On pose, pour :
Les fonctions et sont dérivables sur , de dérivées et continues : l'intégration par parties s'applique.
On a
On remplace :
Une primitive de est , donc
En effet .
On calcule les bornes :
À la calculatrice, .
Donc l'intégrale , arrondie au dixième, est égale à .
Réponse : , soit au dixième.
Question 2.
Sur l'intervalle , la fonction est positive (elle s'annule en et est strictement positive ensuite).
Donc l'aire du domaine situé entre et l'axe des abscisses est (en cm, l'unité étant le centimètre).
Le logo est la réunion de ce domaine et de son symétrique par rapport à l'axe des abscisses.
Donc l'aire du logo est
Le volume du porte-clé est le produit de l'aire du logo par l'épaisseur cm de la plaque :
Donc le volume du porte-clé est environ , arrondi au dixième.
Réponse : .
Points clés attendus
Partie A : lire graphiquement (tangente horizontale) et calculer comme coefficient directeur de la droite (AB).
Primitives : relier le signe de aux variations d'une primitive (minimum en ) et justifier le rejet de .
Limite en : poser et citer les croissances comparées après avoir transformé .
Dérivée : formule du produit et dérivée de signe de par celui de tableau de variations complet.
Équation : traduire la contrainte (hauteur ), puis citer le théorème des valeurs intermédiaires avec continuité, stricte monotonie et valeurs aux bornes.
Intégration par parties avec et clairement posés aire du logo égale à , volume égal à l'aire fois l'épaisseur.
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 (Métropole, 17 juin 2026 (jour 2)), 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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