Exercice 2 - Calcul intégral · Bac Mathématiques Centres étrangers (Afrique) 2025 (jour 2)

Thème : Calcul intégral · Tiré du sujet Jour 2 (2025)

Énoncé

Exercice 2 – Partie C

On admet, dans la suite de l'exercice, que la fonction ff est définie sur l'intervalle [0 ; +∞[[0\,;\,+\infty[ par:f(x)=11+e−0,2xf(x) = \frac{1}{1 + \mathrm{e}^{-0,2x}}

1.

Montrer que, pour tout xx appartenant à l'intervalle [0;+∞[[0; +\infty[, f(x)=e0,2x1+e0,2xf(x) = \frac{\text{e}^{0,2x}}{1 + \text{e}^{0,2x}}.

2.

En déduire une primitive de la fonction ff sur l'intervalle [0;+∞[[0; +\infty[.

3.

Calculer la valeur moyenne de la fonction ff sur l'intervalle [0;40][0; 40], c'est-à-dire: I=140∫04011+e−0,2x dxI = \frac{1}{40} \int_{0}^{40} \frac{1}{1 + \text{e}^{-0,2x}}\,\mathrm{d}x On donnera la valeur exacte et une valeur approchée au millième.

Énoncé: Exercice 2 - Calcul intégral · Bac Mathématiques Centres étrangers (Afrique) 2025 (jour 2)

Corrigé

Corrigé établi d’après les éléments de correction officiels

1. Montrer que, pour tout xx appartenant à l'intervalle [0;+∞[[0; +\infty[, f(x)=e0,2x1+e0,2xf(x) = \frac{\text{e}^{0,2x}}{1 + \text{e}^{0,2x}}.

Réponse : Pour tout x≥0x \ge 0, en multipliant numérateur et dénominateur par e0,2x\text{e}^{0,2x} : f(x)=1×e0,2x(1+e−0,2x)e0,2x=e0,2xe0,2x+e0=e0,2x1+e0,2xf(x) = \frac{1 \times \text{e}^{0,2x}}{(1 + \text{e}^{-0,2x})\text{e}^{0,2x}} = \frac{\text{e}^{0,2x}}{\text{e}^{0,2x} + \text{e}^{0}} = \frac{\text{e}^{0,2x}}{1 + \text{e}^{0,2x}}

2. En déduire une primitive de la fonction ff sur l'intervalle [0;+∞[[0; +\infty[.

Réponse : F(x)=5ln⁡(1+e0,2x)F(x) = 5\ln(1 + \text{e}^{0,2x})

3. Valeur exacte de la valeur moyenne II

Réponse : ln⁡(1+e8)−ln⁡(2)8\frac{\ln(1 + \text{e}^8) - \ln(2)}{8}

3. Valeur approchée de II au millième

Réponse : 0,9130{,}913

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