Devoir d'une heure, sur 20 points, commun aux séries S1-S3 et S2-S4 (il ne porte que sur le socle commun). Calculatrice autorisée. Seuil proposé : 10/20. Corrigé et barème à la fin.
Sujet
Exercice 1 (8 points)
- Calculer les intégrales suivantes. (5 points) a. b. c. d. , à l'aide d'une intégration par parties
- On fait tourner autour de l'axe des abscisses la courbe de sur . Calculer le volume du solide obtenu, en unités de volume. On rappelle que . (1 point)
- Soit . Montrer que, pour tout de , , puis en déduire que . (2 points)
Exercice 2 (12 points)
Soit la fonction définie sur par On note sa courbe dans un repère orthonormé d'unité cm.
- Calculer les limites de en et en . Montrer que , puis dresser le tableau de variation de , avec la valeur exacte de son maximum. (3 points)
- Étudier le signe de sur . (1 point)
- Pour , on pose . À l'aide d'une intégration par parties, montrer que (3 points)
- Interpréter graphiquement . Calculer la valeur exacte de , puis une valeur approchée en cm² au centième près. Calculer . (3 points)
- À l'aide du sens de variation de sur , montrer que (2 points)
Corrigé et barème (après avoir cherché)
Exercice 1
1.a (1 pt) .
1.b (1 pt) Forme avec : .
1.c (1 pt) Forme avec : .
1.d (2 pts) (1 pt) , ; , . (1 pt) .
2. (1 pt) u.v.
3. (2 pts)
- (1 pt) Pour , , donc . En multipliant par : .
- (1 pt) On intègre entre et (bornes dans l'ordre croissant) : et , d'où . Pour information, .
Exercice 2
1. (3 pts)
- (1 pt) En : et , donc (ce n'est pas une forme indéterminée). En : (croissance comparée).
- (1 pt) .
- (1 pt) Sur , et . Donc est croissante sur et décroissante sur . Son maximum vaut .
2. (1 pt) Pour , et , donc (nul seulement en ).
3. (3 pts)
- (1 pt) , ; , .
- (1 pt) .
- (1 pt) .
4. (3 pts)
- (1 pt) Comme sur , est l'aire, en u.a., du domaine limité par , l'axe des abscisses et les droites et .
- (1 pt) u.a. Avec u.a. cm², l'aire vaut environ cm².
- (1 pt) et (croissance comparée), donc .
5. (2 pts)
- (1 pt) D'après la question 1, est décroissante sur . Pour dans cet intervalle, , avec et .
- (1 pt) L'inégalité de la moyenne, sur un intervalle de longueur , donne l'encadrement demandé, soit environ .
Compétences évaluées
| Question | Compétence (objectif de la fiche du chapitre) |
|---|---|
| Ex. 1, 1.a à 1.c | O1 Calculer une intégrale à l'aide d'une primitive |
| Ex. 1, 1.d et Ex. 2, 3 | O6 Intégration par parties |
| Ex. 1, 2 | O8 Volume d'un solide de révolution |
| Ex. 1, 3 et Ex. 2, 5 | O5 et O9 Inégalités, inégalité de la moyenne, encadrements |
| Ex. 2, 1 et 2 | Rappels des chapitres 1 et 3 (limites, croissance comparée, variations) |
| Ex. 2, 4 | O2 et O7 Aire d'un domaine, unités |