Terminale Spé Maths / Chapitre 1 : Suites / Annales du bac
Bac 2026, Polynésie : exercice 2
Dans cet exercice, les parties A et B sont indépendantes.
Partie A
On considère la fonction définie pour tout par .
On admet que la fonction est dérivable sur et on note sa fonction dérivée.
Montrer pour tout , on a :
En déduire que est croissante sur .
Montrer que, pour tout , on a :
On définit la fonction définie pour tout par .
On admet que est strictement décroissante sur son ensemble de définition.
Montrer que, sur l'intervalle , l'équation admet une unique solution .
Déterminer un encadrement à près de .
Partie B
On admet qu'on peut définir la suite par et pour tout entier naturel , par , où est la fonction étudiée à la partie A.
Donner une valeur approchée de à près.
Montrer, à l'aide d'un raisonnement par récurrence que, pour tout , on a :
En déduire que la suite converge.
Montrer que la suite converge vers le nombre , défini dans la partie A.
Partie C
Dans cette partie, on admet que .
On a créé, en langage Python, la fonction alpha suivante.
On précise qu'en langage Python, l'instruction log correspond à .
On admet que
alpha(8.499)renvoie la valeur 11.Interpréter ce résultat dans le contexte de l'exercice.
Un utilisateur exécute
alpha(8.6).Expliquer pourquoi aucune valeur n'est alors renvoyée.
def f(x) :
return log(8*x**3 - 1)
def alpha(a):
n = 0
u = 5
while u < a:
u = f(u)
n = n + 1
return n
Voir le corrigé
Partie A
Question 1. Pour tout , on a . La fonction s'écrit avec , fonction dérivable et strictement positive sur , de dérivée .
D'après la formule de dérivation d'une composée :
Il reste à factoriser le dénominateur. On a , et on développe :
Donc, pour tout ,
Question 2. a) On étudie le signe de chaque facteur sur .
On a pour , donc sur .
On a pour .
On a car, pour , chacun des termes , et est strictement positif.
Donc sur , comme quotient de nombres strictement positifs.
Donc la fonction est strictement croissante sur .
Question 2. b) La fonction est croissante sur : pour tout ,
On calcule :
Comme et , on a et .
Donc, pour tout , .
Question 3. a) La fonction est dérivable sur comme différence de deux fonctions dérivables, donc elle est continue sur .
La fonction est strictement décroissante sur (admis).
On calcule les valeurs aux bornes :
Donc est compris entre et .
D'après le théorème des valeurs intermédiaires (corollaire pour une fonction continue et strictement monotone), l'équation admet une unique solution dans .
Question 3. b) À la calculatrice :
Donc . Comme est strictement décroissante, on en déduit .
Donc un encadrement de à près est (on a ).
Réponse : .
Partie B
Question 1.
Donc à près.
Réponse : .
Question 2. a) Pour tout entier naturel , on pose : « ».
Initialisation. On a et , donc : est vraie.
Hérédité. Soit un entier naturel fixé tel que soit vraie, c'est-à-dire (hypothèse de récurrence). Montrons .
Les réels et appartiennent à , sur lequel la fonction est croissante (question A.2.a). En appliquant à chaque membre en conservant le sens des inégalités :
Or et , donc
D'après la question A.2.b), et . On en déduit
Conclusion. est vraie et est héréditaire : d'après le principe de récurrence, est vraie pour tout .
Question 2. b) D'après la question précédente, pour tout , : la suite est croissante. De plus, pour tout : elle est majorée par .
D'après le théorème de la limite monotone (toute suite croissante et majorée converge), la suite converge.
Question 3. Notons la limite de la suite , qui existe d'après la question précédente.
Pour tout , . Par passage à la limite dans les inégalités larges, : appartient à .
La fonction est continue sur (car dérivable), et avec convergeant vers . On a donc et . Par unicité de la limite, , c'est-à-dire
D'après la question A.3.a), l'équation admet une unique solution dans , qui est .
Donc : la suite converge vers .
Partie C
Question 1. La fonction alpha(a) calcule les termes successifs de la suite à partir de : la variable n compte le nombre d'applications de , et la boucle s'arrête dès que .
L'appel alpha(8.499) renvoie : donc et, comme la suite est croissante, est le plus petit entier tel que . Ainsi .
Donc est le rang à partir duquel les termes de la suite dépassent (valeur approchée de par défaut à près).
Question 2. La suite est croissante et converge vers . Donc, pour tout , .
Or . Donc, pour tout , .
Lors de l'appel alpha(8.6), la condition u < 8.6 du while est donc vérifiée à chaque tour : la boucle ne s'arrête jamais et la fonction ne renvoie aucune valeur.
Points clés attendus
Dérivée de sous la forme , puis factorisation de vérifiée par développement.
Pour le théorème des valeurs intermédiaires : continuité, stricte monotonie, signes de aux bornes, conclusion d'existence et d'unicité.
Récurrence rédigée complètement, en utilisant la croissance de sur et l'encadrement .
Citer le théorème de la limite monotone, puis justifier que la limite vérifie grâce à la continuité de .
Python : relier la boucle
whileau rang à partir duquel , et justifier la boucle infinie par .
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 (Polynésie, 17 juin 2026 (jour 2)), 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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