الفرض 3 — الدورة الأولى — الثانية باك علوم فيزيائية (Devoir Surveillé n°3 — النموذج 1)

فرض محروس رقم 3 للدورة الأولى فالرياضيات، الثانية باك علوم فيزيائية، النموذج 1، مع التصحيح المفصل خطوة بخطوة. المحاور: exercices inspirés de devoirs réels (types mélangés, nombres et fonctions modifiés) — Suites, nombres complexes, fonction logarithme. Devoir surveillé corrigé — 2ème année Bac…

📖 حل فـ MathsClick (الورقة بخط اليد، بالعربية والفرنسية)🧩 تدرّب على أسئلة هاد الفرض

⏱️ 2h · exercices inspirés de devoirs réels (types mélangés, nombres et fonctions modifiés) — Suites, nombres complexes, fonction logarithme

Exercice 1 (5 pts)

Soit \((u_n)\) la suite définie par \(u_0=5\) et \(u_{n+1}=\dfrac{8u_n}{4+u_n}\) pour tout \(n\in\mathbb{N}\).
1. Montrer par récurrence que \((\forall n\in\mathbb{N})\ u_n>4\).
2. Montrer que \((u_n)\) est décroissante, puis en déduire qu’elle est convergente.
3. On pose \(v_n=\dfrac{u_n}{u_n-4}\) pour tout \(n\in\mathbb{N}\).
a) Montrer que \((v_n)\) est une suite géométrique de raison \(2\).
b) En déduire que \(u_n=\dfrac{4v_n}{v_n-1}\), puis calculer \(\lim\limits_{n\to+\infty}u_n\).
✅ Correction de l’exercice 1 — التصحيح
1. \(u_0=5>4\) ✔. Si \(u_n>4\) :
\(u_{n+1}-4=\dfrac{8u_n-16-4u_n}{4+u_n}\)
\(=\dfrac{4\left(u_n-4\right)}{4+u_n}>0\)
[] \((\forall n\in\mathbb{N})\ u_n>4\)
2. \(u_{n+1}-u_n=\dfrac{8u_n-4u_n-u_n^2}{4+u_n}\)
\(=\dfrac{u_n\left(4-u_n\right)}{4+u_n}<0\)
\((u_n)\) est décroissante et minorée par \(4\) :
[] \((u_n)\) est convergente
3. a) \(v_{n+1}=\dfrac{u_{n+1}}{u_{n+1}-4}=\dfrac{\frac{8u_n}{4+u_n}}{\frac{4\left(u_n-4\right)}{4+u_n}}\)
\(=\dfrac{2u_n}{u_n-4}=2v_n\)
[] \((v_n)\) est géométrique de raison \(2\) et \(v_0=\dfrac{5}{1}=5\)
b) \(v_n\left(u_n-4\right)=u_n\iff u_n\left(v_n-1\right)=4v_n\iff u_n=\dfrac{4v_n}{v_n-1}\) ; \(v_n=5\times2^n\to+\infty\) :
\(u_n=\dfrac{4}{1-\frac{1}{v_n}}\to4\)
[] \(\lim\limits_{n\to+\infty}u_n=4\)

Exercice 2 (6 pts)

1. Résoudre dans \(\mathbb{C}\) l’équation \(z^2-2z+5=0\).
2. Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé direct \((O;\vec{u};\vec{v})\), on considère les points \(A\), \(B\) et \(C\) d’affixes respectives \(a=1+2i\), \(b=1-2i\) et \(c=5+2i\).
a) Montrer que \(\dfrac{c-a}{b-a}=i\) et en déduire la nature du triangle \(ABC\).
b) Écrire le nombre \(\dfrac{c-a}{b-a}\) sous forme trigonométrique.
3. a) Déterminer l’affixe \(d\) du point \(D\) tel que \(ABDC\) soit un parallélogramme.
b) En déduire que \(ABDC\) est un carré.
✅ Correction de l’exercice 2 — التصحيح
1. \(\Delta=4-20=-16=(4i)^2\) : \(z_1=\dfrac{2+4i}{2}=1+2i\) et \(z_2=\overline{z_1}=1-2i\) :
[] \(S=\{1+2i;1-2i\}\)
2. a) \(\dfrac{c-a}{b-a}=\dfrac{4}{-4i}\)
\(=\dfrac{-1}{i}=i\)
Donc \(\dfrac{AC}{AB}=|i|=1\) et \(\left(\overrightarrow{AB};\overrightarrow{AC}\right)\equiv\arg(i)\equiv\dfrac{\pi}{2}\ [2\pi]\) :
[] \(ABC\) est rectangle isocèle en \(A\)
[] b) \(i=\left[1;\dfrac{\pi}{2}\right]=\cos\dfrac{\pi}{2}+i\sin\dfrac{\pi}{2}\)
3. a) \(ABDC\) parallélogramme \(\iff\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{CD}\iff d=b+c-a\) :
[] \(d=5-2i\)
b) \(ABDC\) est un parallélogramme ayant un angle droit en \(A\) et deux côtés consécutifs égaux (\(AB=AC\)) :
[] \(ABDC\) est un carré

Exercice 3 (9 pts)

Partie I. Soit \(g\) la fonction définie sur \(]0;+\infty[\) par \(g(x)=x^2-1+\ln x\).
1. Montrer que \(g\) est strictement croissante sur \(]0;+\infty[\).
2. Calculer \(g(1)\), puis en déduire le signe de \(g(x)\) sur \(]0;+\infty[\).
Partie II. Soit \(f\) la fonction définie sur \(]0;+\infty[\) par \(f(x)=x-1-\dfrac{\ln x}{x}\), et \((C_f)\) sa courbe dans un repère orthonormé.
1. Calculer \(\lim\limits_{x\to0^+}f(x)\) et interpréter graphiquement le résultat.
2. Calculer \(\lim\limits_{x\to+\infty}f(x)\) et montrer que la droite \((\Delta):y=x-1\) est asymptote à \((C_f)\) au voisinage de \(+\infty\).
3. Étudier la position relative de \((C_f)\) et \((\Delta)\).
4. a) Montrer que \((\forall x>0)\ f'(x)=\dfrac{g(x)}{x^2}\).
b) Dresser le tableau de variations de \(f\) et en déduire que \((\forall x>0)\ f(x)\geq0\).
5. Tracer \((\Delta)\) et \((C_f)\).
✅ Correction de l’exercice 3 — التصحيح
I. 1. \(g'(x)=2x+\dfrac{1}{x}>0\) sur \(]0;+\infty[\) :
[] \(g\) est strictement croissante
2. \(g(1)=1-1+0=0\) et \(g\) strictement croissante :
[] \(g(x)<0\) sur \(]0;1[\) et \(g(x)>0\) sur \(]1;+\infty[\)
II. 1. \(\ln x\to-\infty\) et \(\dfrac{1}{x}\to+\infty\), donc \(-\dfrac{\ln x}{x}\to+\infty\) :
[] \(\lim\limits_{x\to0^+}f(x)=+\infty\) : la droite \(x=0\) est asymptote verticale
2. \(\dfrac{\ln x}{x}\to0\) : \(\lim\limits_{x\to+\infty}f(x)=+\infty\) et \(f(x)-(x-1)=-\dfrac{\ln x}{x}\to0\) :
[] \((\Delta):y=x-1\) est asymptote oblique en \(+\infty\)
3. \(f(x)-(x-1)\) a le signe de \(-\ln x\) :
[] \((C_f)\) est au-dessus de \((\Delta)\) sur \(]0;1[\), au-dessous sur \(]1;+\infty[\) ; ils se coupent en \((1;0)\)
4. a) \(f'(x)=1-\dfrac{\frac{1}{x}\times x-\ln x}{x^2}\)
\(=\dfrac{x^2-1+\ln x}{x^2}=\dfrac{g(x)}{x^2}\)
b) \(f'(x)\) a le signe de \(g(x)\) ; \(f(1)=0\).

[] \(0\) est la valeur minimale de \(f\) : \((\forall x>0)\ f(x)\geq0\)

نماذج أخرى لنفس الفرض

← كل الدروس والفروض ديال الثانية باك علوم فيزيائية