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Exercice 1 — vrai/faux fonctions et suites
Exponentielle, équation différentielle, limites et encadrement de suites.
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Affirmations 1 et 2
Étudier f(x)=5xe^(−x) et vérifier une équation différentielle.
- Notion à reconnaître
- Limite exponentielle et dérivation — une asymptote horizontale se lit sur une limite et une solution d’équation se vérifie par substitution
- Raisonnement
- En +∞, xe^(−x) tend vers 0. De plus f′(x)=5(1−x)e^(−x), donc f′+f=5e^(−x).
Calculs utiles
lim f(x)=0 lorsque x→+∞
f′(x)+f(x)=5e^(−x)
Rédaction possible et résultat
Les deux propriétés annoncées sont vérifiées sur le domaine concerné.
Affirmations 1 et 2 vraies.
Erreur fréquente
Résoudre toute l’équation différentielle alors qu’une simple vérification suffit.
Affirmations 3 et 4
Que peut-on déduire de uₙ≤vₙ≤wₙ ?
- Notion à reconnaître
- Encadrement de suites — les deux suites encadrantes n’ont pas la même limite
- Raisonnement
- L’encadrement entre −1 et 1 n’impose pas la convergence : vₙ=(−1)ⁿ fournit un contre-exemple avec uₙ=−1 et wₙ=1. Si u est croissante et w décroissante, u₀≤uₙ≤vₙ≤wₙ≤w₀.
Calculs utiles
uₙ=−1 ; vₙ=(−1)ⁿ ; wₙ=1
Rédaction possible et résultat
Le théorème des gendarmes ne s’applique que lorsque les deux bornes convergent vers la même limite.
Affirmation 3 fausse ; affirmation 4 vraie.
Erreur fréquente
Appliquer le théorème des gendarmes avec deux limites différentes.