Annaletle-spetle-speBac 2026, spécialité maths, jour 2 (centres en Asie)26-MATJ2JA1Bac spécialité · session 2026 · Jour 2, centres en Asie
Bac 2026, spécialité maths, jour 2 (centres en Asie) : sujet et corrigé
Sujet de spécialité maths 2026 (jour 2) des centres en Asie : suite homographique, lancers-francs et loi binomiale, tétraèdre dans l’espace, vrai-faux.
Cherche chaque question avant d’ouvrir son corrigé. L’énoncé est le sujet officiel ressaisi ; les corrigés sont rédigés par Bac-Maths.
Format : 4 heures, quatre exercices indépendants de 5 points, calculatrice en mode examen autorisée. La qualité de la rédaction, la clarté et la précision des raisonnements comptent dans la note.
Exercice 1 : une suite homographique (5 points)
5 points
Partie A
On considère la fonction f définie sur ]−∞;23[infini fraction par f(x)=2x−3x−2fraction.
1. Justifier tous les éléments du tableau de variation ci-dessous.
xf−∞21↗23+∞array ccc infini fraction
2. En déduire que pour tout x∈[0;1], on a : f(x)∈[0;1].
Corrigé de la partie A
1.Variations.f est un quotient de fonctions dérivables, dont le dénominateur ne s’annule pas sur ]−∞;23[infini fraction. Avec u(x)=x−2 et v(x)=2x−3, u′=1dérivée et v′=2dérivée :
f′(x)=(2x−3)21×(2x−3)−(x−2)×2=(2x−3)22x−3−2x+4=(2x−3)21dérivée fraction fois au carré
Le numérateur vaut 1 et le dénominateur est un carré non nul : f′(x)>0dérivée, donc f est strictement croissante sur ]−∞;23[infini fraction.
Limite en −∞infini. Pour x=0différent, on factorise par x : f(x)=2−x31−x2fraction. Quand x→−∞infini, x2→0fraction et x3→0fraction, donc f(x)→21fraction.
Limite en 23fraction (à gauche). Le numérateur tend vers 23−2=−21fraction. Le dénominateur 2x−3 tend vers 0 en restant strictement négatif (car x<23fraction). Le quotient d’un nombre négatif par un nombre négatif qui tend vers 0 tend vers +∞infini : x→23−limf(x)=+∞limite fraction puissance infini.
2.f(0)=−3−2=32fraction et f(1)=−1−1=1fraction. Comme f est croissante sur [0;1] (inclus dans son ensemble de définition), pour 0≤x≤1inférieur :
32=f(0)≤f(x)≤f(1)=1fraction inférieur
Donc f(x)∈[32;1]⊂[0;1]fraction.
Partie B
On considère la suite (un) définie par :
⎩⎨⎧u0=0un+1=2un−3un−2, pour tout entier naturel narray fraction pour tout entier naturel
1. En utilisant la fonction f, démontrer par récurrence que pour tout entier naturel n : 0≤un≤un+1≤1inférieur.
2. En déduire que la suite (un) converge.
3. On note l la limite de la suite (un). En admettant que l est solution de l’équation f(x)=x sur l’intervalle [0;1], montrer que l=1.
4. On donne ci-dessous une fonction seuil écrite en langage Python.
def seuil(h): n=0 u=0 while u<1-h: n=n+1 u=(u-2)/(2*u-3) return n
L’appel seuil(0.0001) renvoie la valeur 5000. Interpréter cette valeur dans le contexte de l’exercice.
5. a. Donner les quatre premiers termes de la suite (un) sous forme de fractions irréductibles.
b. Conjecturer l’expression de un en fonction de n et démontrer cette conjecture.
Corrigé de la partie B
1. Pour tout entier naturel n, on remarque que un+1=f(un). Soit P(n) : « 0≤un≤un+1≤1inférieur ».
Initialisation.u0=0 et u1=f(0)=32fraction : on a bien 0≤0≤32≤1inférieur fraction.
Hérédité. Supposons 0≤un≤un+1≤1inférieur pour un entier n. La fonction f est croissante sur [0;1] : elle conserve l’ordre, donc
f(0)≤f(un)≤f(un+1)≤f(1),soit32≤un+1≤un+2≤1inférieur soit fraction
et a fortiori 0≤un+1≤un+2≤1inférieur : P(n+1) est vraie.
Conclusion. Par récurrence, 0≤un≤un+1≤1inférieur pour tout entier naturel n.
2. D’après la question 1, la suite (un) est croissante (un≤un+1inférieur) et majorée par 1. Une suite croissante et majorée converge : (un) converge.
4. La boucle calcule les termes u1, u2, … tant que un<1−0,0001=0,9999, et renvoie le premier rang pour lequel ce n’est plus le cas. Comme la suite est croissante, cela signifie que un≥0,9999supérieur à partir du rang 5000, alors que un<0,9999 pour n≤4999inférieur. Autrement dit, 5000 est le premier rang à partir duquel un est à moins de 10−4puissance négative de sa limite 1.
5. a.u0=0 (soit 10fraction), u1=32fraction, puis :
b.Conjecture. Les numérateurs sont 0, 2, 4, 6 (soit 2n), et chaque dénominateur vaut le numérateur plus 1 : on conjecture un=2n+12nfraction.
Démonstration par récurrence. Soit Q(n) : « un=2n+12nfraction ».
Initialisation : 2×0+12×0=0=u0fraction fois.
Hérédité : supposons un=2n+12nfraction. En multipliant le numérateur et le dénominateur de un+1 par 2n+1 :
C’est Q(n+1). Conclusion : pour tout entier naturel n, un=2n+12nfraction.
Vérification avec la question 4.1−un=2n+11fraction, et 2n+11≤10−4⟺2n+1≥10000⟺n≥4999,5fraction inférieur puissance négative supérieur : le premier rang est bien 5000.
Exercice 2 : lancers-francs au basket (5 points)
5 points
On pourra traiter indépendamment les deux parties de l’exercice. On arrondira, si nécessaire, les résultats à 10−3puissance négative près.
Dans cet exercice, on s’intéresse aux lancers-francs effectués par un joueur lors de compétitions de basketball. Pour modéliser la situation, on considère dans chaque partie du problème que les conditions dans lesquelles s’effectuent ces lancers sont identiques et que ces lancers sont indépendants deux à deux.
Partie A
Les statistiques de réussite des lancers-francs d’un joueur sont de 49,2%pourcent lors d’une saison. Dans cette partie, on assimilera cette fréquence à sa probabilité de réussite d’un lancer-franc.
Au cours d’un match, ce joueur tente 16 lancers-francs. On désigne par X la variable aléatoire qui donne le nombre de lancers-francs réussis par ce joueur lors de ce match.
1. Justifier que la variable aléatoire X suit une loi binomiale dont on précisera les paramètres.
2. Déterminer l’espérance de la variable aléatoire X et l’interpréter dans le contexte de cet exercice.
3. Calculer P(X=5).
4. Calculer la probabilité que le joueur réussisse au moins six lancers-francs.
Corrigé de la partie A
1. Chaque lancer-franc est une épreuve de Bernoulli : succès « le lancer est réussi », de probabilité p=0,492. Le joueur répète 16 fois cette épreuve, dans des conditions identiques et de façon indépendante. X compte le nombre de succès : X suit la loi binomiale B(16;0,492).
2.E(X)=np=16×0,492=7,872fois. Sur un grand nombre de matchs où il tenterait 16 lancers-francs, ce joueur en réussirait en moyenne environ 7,9 par match.
3.
P(X=5)=(516)×0,4925×0,50811=4368×0,4925×0,50811≈0,073coefficient binomial fois puissance environ
4. On passe par l’événement contraire :
P(X≥6)=1−P(X≤5)≈1−0,117≈0,883supérieur inférieur environ
(P(X≤5)≈0,1173inférieur environ à la calculatrice, avec la fonction de répartition de la loi binomiale.)
Partie B
On note p la probabilité que le joueur réussisse un lancer-franc, où p est un réel tel que 0≤p≤1inférieur. On se place dans le cas où le joueur effectue 3 lancers-francs. On désigne par Y la variable aléatoire qui donne le nombre de lancers-francs réussis par ce joueur.
1. Déterminer les valeurs prises par la variable aléatoire Y.
2. Exprimer P(Y=2) en fonction de p.
3. Donner la loi de probabilité de Y. Présenter la réponse sous forme de tableau.
4. Montrer que P(Y≥2)=−2p3+3p2supérieur au cube carré.
5. On considère la fonction f définie sur l’intervalle [0;1] par f(x)=−2x3+3x2au cube carré.
a. Étudier le sens de variation de la fonction f sur l’intervalle [0;1] et dresser son tableau de variation en y faisant figurer les valeurs aux bornes de l’intervalle [0;1].
b. En déduire l’existence d’une unique valeur α dans l’intervalle [0;1] telle que f(α)=0,9.
c. Donner un encadrement d’amplitude 10−2puissance négative de cette valeur α.
d. Interpréter la valeur de α dans le contexte de l’exercice.
Corrigé de la partie B
1. Sur 3 lancers, le joueur peut en réussir 0, 1, 2 ou 3 : Y prend les valeurs 0, 1, 2 et 3.
2. Pour les mêmes raisons qu’en partie A, Y suit la loi binomiale B(3;p). Deux réussites et un échec, l’échec pouvant être au 1er, 2e ou 3e lancer ((23)=3coefficient binomial possibilités) :
P(Y=2)=3p2(1−p)au carré
3. De même, P(Y=k)=(k3)pk(1−p)3−kcoefficient binomial puissance :
kP(Y=k)0(1−p)313p(1−p)223p2(1−p)3p3array cccc au cube carré
4.P(Y≥2)=P(Y=2)+P(Y=3)=3p2(1−p)+p3=3p2−3p3+p3=−2p3+3p2supérieur au carré cube.
5. a.f′(x)=−6x2+6x=6x(1−x)dérivée au carré. Sur [0;1], 6x≥0supérieur et 1−x≥0supérieur : f′(x)≥0dérivée supérieur, et f′dérivée ne s’annule qu’en 0 et en 1. Donc f est strictement croissante sur [0;1], avec f(0)=0 et f(1)=−2+3=1.
xf′(x)f000+↗101array ccccc dérivée
b.f est continue (polynôme) et strictement croissante sur [0;1], et 0,9∈[f(0);f(1)]=[0;1]. D’après le corollaire du théorème des valeurs intermédiaires, l’équation f(x)=0,9 admet une unique solution α dans [0;1].
c. À la calculatrice : f(0,80)=0,896<0,9 et f(0,81)≈0,905>0,9environ. Donc 0,80<α<0,81.
d.f(p)=P(Y≥2)supérieur et f est croissante : P(Y≥2)≥0,9⟺p≥αsupérieur. Le nombre α≈0,80environ est la probabilité de réussite minimale qu’il faut au joueur pour avoir au moins 90%pourcent de chances de réussir au moins deux lancers-francs sur trois.
Exercice 3 : un tétraèdre (5 points)
5 points
Dans l’espace muni d’un repère orthonormé (O;,,k)vecteur, on considère les points A(1;2;3), B(−1;3;1), C(2;1;6) et D(3;−2;−1).
1. a. Montrer que les points A, B et C définissent un plan.
b. Montrer que le vecteur n(1;4;1)vecteur est normal au plan (ABC).
c. En déduire une équation cartésienne du plan (ABC).
2. a. Déterminer une équation paramétrique de la droite (d), perpendiculaire au plan (ABC) et passant par le point D.
b. Déterminer les coordonnées du point H qui est le projeté orthogonal du point D sur le plan (ABC).
c. En déduire que la distance du point D au plan (ABC) est égale à 32racine carrée.
3. a. Montrer que cos(BAC)=−11311cosinus angle fraction racine carrée.
b. En déduire la valeur exacte de sin(BAC)sinus angle.
c. Montrer que l’aire du triangle ABC vaut 232fraction racine carrée.
4. Déterminer le volume du tétraèdre ABCD. On rappelle que le volume V d’un tétraèdre est donné par la formule suivante : V=31×B×hfraction fois, où B est l’aire d’une base et h la hauteur qui lui est associée.
Corrigé de l’exercice 3
1. a.AB(−2;1;−2)vecteur et AC(1;−1;3)vecteur. Si l’on avait AC=λABvecteur, la première coordonnée donnerait λ=−21fraction et la deuxième λ=−1 : c’est impossible. Les vecteurs ne sont pas colinéaires, donc A, B, C ne sont pas alignés : ils définissent un plan.
b.n⋅AB=−2+4−2=0vecteur et n⋅AC=1−4+3=0vecteur. Le vecteur nvecteur, non nul, est orthogonal à deux vecteurs non colinéaires du plan (ABC) : il est normal à ce plan.
c. Le plan (ABC) a une équation de la forme x+4y+z+d=0. Il contient A : 1+8+3+d=0, donc d=−12. Une équation cartésienne de (ABC) est x+4y+z−12=0.
(Vérification : B donne −1+12+1−12=0 et C donne 2+4+6−12=0.)
2. a. La droite (d) est orthogonale au plan : nvecteur en est un vecteur directeur. Elle passe par D : une représentation paramétrique de (d) est
⎩⎨⎧x=3+ty=−2+4tz=−1+tt∈Rarray réels
b.H est l’intersection de (d) et du plan (ABC). On remplace dans l’équation du plan :
(3+t)+4(−2+4t)+(−1+t)−12=18t−18=0⟺t=1
D’où H(4;2;0).
c. La distance de D au plan (ABC) est la distance DH. DH(1;4;1)vecteur, donc DH=1+16+1=18=32racine carrée.
3. a.AB⋅AC=−2−1−6=−9vecteur, AB=4+1+4=3racine carrée et AC=1+1+9=11racine carrée. Comme AB⋅AC=AB×AC×cos(BAC)vecteur fois cosinus angle :
b.sin2(BAC)=1−cos2(BAC)=1−119=112sinus au carré angle cosinus fraction. Un angle géométrique est compris entre 0 et πpi, donc son sinus est positif :
c. La hauteur issue de C dans le triangle ABC vaut AC×sin(BAC)fois sinus angle, d’où :
AABC=21×AB×AC×sin(BAC)=21×3×11×112=232fraction fois sinus angle racine carrée
4. On prend pour base le triangle ABC : la hauteur associée est la distance de D au plan (ABC), soit DH=32racine carrée.
V=31×232×32=31×29×2=3fraction fois racine carrée
Le volume du tétraèdre ABCD est égal à 3 (unités de volume).
Exercice 4 : vrai ou faux (5 points)
5 points
Pour chacune des affirmations suivantes, indiquer si elle est vraie ou fausse en justifiant votre choix. Une réponse non justifiée ne sera pas prise en compte dans l’évaluation. Les quatre questions sont indépendantes.
1. On considère la fonction f définie sur Rréels par f(x)=(−21x+3)5fraction puissance. Affirmation 1 : la fonction f est convexe sur Rréels.
2. Une urne contient 32 jetons numérotés de 1 à 32 indiscernables au toucher. On tire simultanément 5 jetons de cette urne. On appelle tirage la liste non ordonnée des numéros des cinq jetons tirés. Affirmation 2 : le nombre de tirages possibles contenant au moins un multiple de 8 est égal à 103096.
3. On considère l’arbre de probabilités ci-dessous.
Affirmation 3 : PB(A)=509barre fraction.
4. On considère l’équation différentielle (E):y′+y=e−xcos(x)dérivée puissance négative cosinus, où y est une fonction de la variable x, dérivable sur Rréels. Affirmation 4 : la fonction h définie sur Rréels par h(x)=e−xsin(x)puissance négative sinus est solution de (E) sur Rréels. Affirmation 5 : les solutions de (E) sur Rréels sont les fonctions k définies sur Rréels par k(x)=Ce−xsin(x)puissance négative sinus où C est une constante réelle.
Corrigé de l’exercice 4
Affirmation 1 : fausse. On pose u(x)=−21x+3fraction, avec u′=−21dérivée fraction. Alors f=u5puissance et :
f′(x)=5u′(x)u(x)4=−25(−21x+3)4,f′′(x)=−25×4×(−21)(−21x+3)3=5(−21x+3)3dérivée puissance fraction fois au cube
f′′(x)dérivée a le signe de −21x+3fraction, qui est négatif pour x>6. Par exemple, f′′(8)=5×(−1)3=−5<0dérivée fois au cube : f est concave sur [6;+∞[infini, donc elle n’est pas convexe sur Rréels (elle est seulement convexe sur ]−∞;6]infini).
Affirmation 2 : vraie. Il y a (532)=201376coefficient binomial tirages en tout. Les multiples de 8 entre 1 et 32 sont 8, 16, 24 et 32 : il y en a 4. Les tirages sans aucun multiple de 8 se font parmi les 28 autres jetons : (528)=98280coefficient binomial. Par passage au contraire :
Affirmation 5 : fausse. Pour k(x)=Ce−xsin(x)=Ch(x)puissance négative sinus, on a k′(x)+k(x)=C(h′(x)+h(x))=Ce−xcos(x)dérivée puissance négative cosinus, qui n’est égal à e−xcos(x)puissance négative cosinus pour tout x que si C=1. Par exemple, la fonction nulle (C=0) n’est pas solution.
Les vraies solutions s’obtiennent en ajoutant à la solution particulière h les solutions de y′+y=0dérivée, c’est-à-dire les fonctions x↦Ke−xpuissance négative : ce sont les fonctions x↦Ke−x+e−xsin(x)puissance négative sinus, avec K∈Rréels.