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BAC Spé Maths 2023 — Centres Étrangers J2

Centres étrangers 22 mars 2023
Dérivation et étude de fonctions Fonction logarithme népérien Limites de fonctions Suites numériques

Cet exercice est issu des annales officielles du Baccalauréat Spécialité Mathématiques (Terminale générale), session Centres Étrangers J2 2023. Il couvre 4 thèmes : Dérivation et étude de fonctions, Fonction logarithme népérien, Limites de fonctions…. L'énoncé est accompagné d'indices progressifs pour guider la réflexion sans donner la réponse, et d'un corrigé détaillé.

Partie A

On considère la fonction $f$ définie par :

$$f(x) = x - \ln(1+x)$$

Question Q1

Justifier que la fonction $f$ est définie sur l'intervalle $\left]\,-1\,;\,+\infty\,\right[$.

Question Q2

On admet que la fonction $f$ est dérivable sur $\left]\,-1\,;\,+\infty\,\right[$. Déterminer l'expression de sa fonction dérivée $f'(x)$.

Question Q3a

En déduire le sens de variation de la fonction $f$ sur l'intervalle $\left]\,-1\,;\,+\infty\,\right[$.

Question Q3b

En déduire le signe de la fonction $f$ sur l'intervalle $\left]\,-1\,;\,0\,\right[$.

Question Q4a

Montrer que, pour tout $x$ appartenant à l'intervalle $\left]\,-1\,;\,+\infty\,\right[$, on a :
$$f(x) = \ln\!\left(\frac{e^x}{1+x}\right)$$

Question Q4b

En déduire la limite en $+\infty$ de la fonction $f$.

Partie B

On considère la suite $(u_n)$ définie par $u_0 = 10$ et, pour tout entier naturel $n$,
$$u_{n+1} = u_n - \ln(1+u_n)$$
On admet que la suite $(u_n)$ est bien définie.

Question Q5

Donner la valeur arrondie au millième de $u_1$.

Question Q6

En utilisant la question 3. a. de la partie A, démontrer par récurrence que, pour tout entier naturel $n$, on a $u_n > 0$.

Question Q7

Démontrer que la suite $(u_n)$ est décroissante.

Question Q8

Déduire des questions précédentes que la suite $(u_n)$ converge.

Question Q9

Déterminer la limite de la suite $(u_n)$.

Énoncé : Ministère de l'Éducation nationale — Baccalauréat Spécialité Mathématiques, Centres Étrangers J2 2023. Diffusé sous Licence Ouverte 2.0 (Etalab). Indices et correction : © Objectif Maths Tours.
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