Terminale Spé Maths / Chapitre 4 : Dérivation et convexité / Annales du bac
Bac 2026, Métropole : exercice 2
Soit la fonction dérivable sur définie par .
On note sa courbe représentative dans un repère orthonormé .
Déterminer la limite de la fonction en .
Déterminer la limite de la fonction en .
Interpréter graphiquement ce résultat.
On note la fonction dérivée de .
Vérifier que, pour tout nombre réel .
Étudier le signe de la dérivée et en déduire le tableau de variations de la fonction sur .
Démontrer que l'équation admet une unique solution sur .
On notera cette solution.
Donner une valeur approchée de à près.
En déduire le tableau de signes de la fonction sur .
Soit la fonction définie sur par : .
On admet que la fonction est une primitive de .
Calculer, en unités d'aire, l'aire du domaine limité par la courbe , l'axe de abscisses et les droites d'équation et .
On admet que la droite d'équation est la tangente à la courbe au point d'abscisse 0.
Vérifier que, pour tout réel .
Voir le corrigé
Question 1. On a .
De plus, et . Par composition, .
Par produit des limites,
En ajoutant ,
Réponse : .
Question 2. En , le produit est de la forme indéterminée .
On la lève en développant : pour tout réel ,
Par croissances comparées, , donc .
Par composition, .
Par somme des limites,
Interprétation graphique : la droite d'équation est asymptote horizontale à la courbe en .
Réponse : asymptote horizontale d'équation .
Question 3. a) La fonction est dérivable sur comme somme et produit de fonctions dérivables sur .
On pose et . Alors et (dérivée de avec ).
D'après la formule ,
Donc, pour tout réel , .
Question 3. b) Pour tout réel , .
Donc est du signe de .
On a
Donc sur , et sur .
On calcule la valeur en :
Tableau de variations, décrit en phrases :
sur , est strictement croissante, de limite en jusqu'à la valeur
sur , est strictement décroissante, de la valeur vers la limite en .
Donc admet un maximum en , égal à .
Question 4. a) On étudie l'équation sur deux intervalles.
Sur . La fonction est continue (car dérivable) et strictement croissante sur cet intervalle.
Elle admet pour limite en et sa valeur en est .
Donc réalise une bijection de sur .
Comme appartient à cet intervalle, d'après le théorème des valeurs intermédiaires (théorème de la bijection, pour une fonction continue et strictement monotone), l'équation admet une unique solution sur .
Sur . On a et , donc et .
L'équation n'a donc aucune solution sur cet intervalle.
Donc l'équation admet une unique solution sur , notée .
Question 4. b) À la calculatrice,
La fonction étant strictement croissante sur , on en déduit .
Une valeur approchée plus précise est .
Donc à près.
Réponse : .
Question 4. c) Sur , est strictement croissante et .
Donc pour et pour .
Sur , on a montré que .
Donc :
sur
sur .
Question 4. d) Sur l'intervalle , on a , donc .
La fonction est continue et positive sur : l'aire, en unités d'aire, du domaine limité par , l'axe des abscisses et les droites d'équations et est
Comme est une primitive de sur ,
On calcule
Donc
Donc l'aire du domaine est unités d'aire, soit environ unités d'aire.
Réponse : unités d'aire.
Question 5. On pose, pour tout réel , .
Il s'agit de montrer que pour tout réel .
La fonction est deux fois dérivable sur . On a
On dérive avec la formule , où et :
Donc
Valeurs en : et .
Donc et (ce qui traduit le fait que la droite d'équation est la tangente à en ).
Étudions le signe de en distinguant deux intervalles.
Sur : et , donc . La fonction est croissante sur cet intervalle. Comme , on obtient pour et pour .
Sur : on a et , donc .
Donc sur et sur .
La fonction est donc décroissante sur puis croissante sur : elle admet un minimum en , égal à .
Donc pour tout réel , c'est-à-dire .
Donc, pour tout réel ,
Points clés attendus
Lever la forme indéterminée en en citant les croissances comparées, et interpréter la limite par une asymptote horizontale.
Détailler la dérivée avec et justifier le signe de par .
Appliquer le théorème des valeurs intermédiaires (ou de la bijection) en vérifiant continuité, stricte monotonie et signes aux bornes, puis traiter l'autre intervalle pour l'unicité sur .
Justifier le signe de avant d'écrire l'aire comme intégrale, puis utiliser la primitive fournie.
Pour l'inégalité finale, étudier le signe de à l'aide de ses dérivées successives (ou de la convexité), sans oublier l'intervalle .
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, 9 septembre 2026 (jour 2)), ministère de l'Éducation nationale. Énoncé mis en forme pour le web à partir du tapuscrit de l'APMEP (Denis Vergès et Laure Bienaimé) ; figures issues des fichiers de l'APMEP. En cas de doute sur un détail, le sujet officiel fait foi.
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