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Baccalauréat — Polynésie J1 — 2026 — Mathématiques

Bac Maths 2026 — Polynésie — Sujet 1

Sujet

Sujet officiel du baccalauréat général, épreuve d'enseignement de spécialité mathématiques, session de Polynésie (sujet 1, jour 1), 16 juin 2026. Durée 4 heures, calculatrice autorisée. 4 exercices indépendants de 5 points chacun, 20 points au total.

Exercice 1 — L'école de surf (5 points)

Une école de surf utilise des planches en mousse pour ses cours destinés aux débutants, et des planches en résine pour ses cours de perfectionnement. Les planches en mousse constituent 8080 % du stock de l'école.

La gérante constate qu'à l'issue de chaque saison :

  • 7575 % des planches en mousse sont en bon état et pourront resservir la saison suivante ; les autres partent au recyclage et ne sont donc pas réutilisables ;
  • 6060 % des planches en résine sont en bon état ; les autres sont soit consolidées, soit recyclées.

Au terme d'une saison, on prélève une planche au hasard et on considère les évènements suivants :

  • MM : « la planche est en mousse » ;
  • BB : « la planche est en bon état » ;
  • RR : « la planche sera recyclée » ;
  • CC : « la planche sera consolidée ».

Partie A

1. L'énoncé propose un arbre pondéré à recopier et à compléter au fil de l'exercice. Sa racine se sépare en deux branches menant à MM et à M‾\overline{M}. Le nœud MM donne ensuite deux branches, vers BB et vers RR ; le nœud M‾\overline{M} en donne trois, vers BB, vers RR et vers CC. Aucune probabilité n'y figure.

Reproduire cet arbre et le compléter à l'aide des données de l'énoncé.

2. On sait par ailleurs que P(M‾∩R)=0,05P\left(\overline{M} \cap R\right) = 0{,}05.

a. Interpréter cette égalité dans le contexte de l'exercice.

b. On a prélevé une planche en résine. Démontrer que la probabilité qu'elle soit consolidée pour la saison suivante vaut 0,150{,}15.

3. La gérante affirme qu'à l'issue d'une saison, au moins 34\dfrac34 des planches sont en bon état. A-t-elle raison ?

Partie B

La gérante envisage d'offrir une remise à certains clients pour la saison suivante. Elle imagine pour cela le jeu suivant, proposé à chaque client.

Une urne contient 55 boules noires et nn boules rouges, toutes indiscernables au toucher. Le client tire simultanément deux boules de l'urne. Si ces deux boules sont de la même couleur, il gagne une remise ; sinon, il perd et n'obtient rien.

1. Justifier que la probabilité pp de gagner une remise est

p=(52)+(n2)(n+52).p = \dfrac{\dbinom{5}{2} + \dbinom{n}{2}}{\dbinom{n+5}{2}}.

2. En déduire que cette probabilité peut s'écrire

p=20+n(n−1)(n+5)(n+4).p = \dfrac{20 + n(n-1)}{(n+5)(n+4)}.

3. La gérante veut s'assurer que la probabilité de gagner reste inférieure à 12\dfrac12. Déterminer l'ensemble des valeurs possibles du nombre nn de boules rouges qu'elle peut placer dans l'urne.

Exercice 2 — Vrai ou faux (5 points)

Pour chacune des affirmations suivantes, indiquer si elle est vraie ou fausse. Chaque réponse doit être justifiée ; une réponse non justifiée ne rapporte aucun point. Les questions sont indépendantes les unes des autres.

1. Soit ff la fonction définie sur R\mathbb{R} par f(x)=(x+1)e−xf(x) = (x+1)\mathrm{e}^{-x}.

Affirmation 1 : la limite de ff en +∞+\infty est +∞+\infty.

2. On considère la fonction gg définie sur R\mathbb{R} par g(x)=x exg(x) = x\,\mathrm{e}^{x}.

Affirmation 2 : la fonction gg est convexe sur l'intervalle [−2 ;+∞[[-2\,;+\infty[.

3. Affirmation 3 : une intégration par parties permet d'obtenir

∫0πxsin⁡x dx=−π.\int_0^{\pi} x\sin x\,\mathrm{d}x = -\pi.

4. On considère l'équation différentielle (E) : y′=2y−5(E)\ : \ y' = 2y - 5, ainsi que la fonction hh définie sur R\mathbb{R} par

h(x)=−32e2x+52.h(x) = -\dfrac32\mathrm{e}^{2x} + \dfrac52.

Affirmation 4 : la fonction hh est la solution de (E)(E) qui vaut 11 en 00.

5. On considère la fonction mystere définie ci-dessous en Python.

def mystere(n):
    f = 1
    for k in range(1, n+1):
        f = f * k
    return f

Affirmation 5 : le nombre renvoyé lors de l'exécution de mystere(5) est 120120.

Exercice 3 — Une suite et sa limite (5 points)

On considère la fonction ff définie sur [0 ;+∞[[0\,;+\infty[ par

f(x)=ln⁡(3x2+1).f(x) = \ln\left(3x^2 + 1\right).

On admet que ff est croissante sur [0 ;+∞[[0\,;+\infty[.

Partie A

On considère la suite (un)(u_n) définie par

u0=2et, pour tout entier n⩾0,un+1=ln⁡(3un2+1).u_0 = 2 \qquad \text{et, pour tout entier } n \geqslant 0, \qquad u_{n+1} = \ln\left(3u_n^2 + 1\right).

1. Calculer u1u_1.

2. L'énoncé représente les quatorze premiers termes de la suite par un nuage de points, dans un repère où l'axe des abscisses porte le rang nn et l'axe des ordonnées la valeur unu_n. Les points ont pour coordonnées :

nn0123456
unu_n222,5652{,}5653,0323{,}0323,3533{,}3533,5473{,}5473,6573{,}6573,7173{,}717
nn78910111213
unu_n3,7483{,}7483,7653{,}7653,7733{,}7733,7783{,}7783,7803{,}7803,7813{,}7813,7823{,}782

Émettre des conjectures sur le sens de variation et sur la convergence de la suite (un)(u_n).

3. Démontrer par récurrence que, pour tout entier naturel nn,

2⩽un⩽un+1⩽4.2 \leqslant u_n \leqslant u_{n+1} \leqslant 4.

4. En déduire que la suite (un)(u_n) converge.

Partie B

On note ℓ\ell la limite de la suite (un)(u_n). Le but de cette partie est d'en obtenir une valeur approchée.

On considère la fonction gg, définie et dérivable sur [0 ;+∞[[0\,;+\infty[, par

g(x)=ln⁡(3x2+1)−x.g(x) = \ln\left(3x^2+1\right) - x.

1. On note g′g' la dérivée de gg. Démontrer que, pour tout réel xx de [0 ;+∞[[0\,;+\infty[,

g′(x)=−3x2+6x−13x2+1.g'(x) = \dfrac{-3x^2 + 6x - 1}{3x^2 + 1}.

2. Démontrer que gg est strictement décroissante sur [2 ;4][2\,;4].

3. Démontrer que l'équation g(x)=0g(x) = 0 admet une unique solution α\alpha sur [2 ;4][2\,;4], et en donner une valeur approchée à 10−210^{-2} près.

4. Justifier que ℓ=α\ell = \alpha.

Exercice 4 — Tétraèdre et calcul formel (5 points)

L'espace est muni d'un repère orthonormé (O ;ı⃗,ȷ⃗,k⃗)\left(\mathrm{O}\,;\vec{\imath},\vec{\jmath},\vec{k}\right).

On considère les points

A(1 ;2 ;−1),B(0 ;3 ;2),C(−2 ;4 ;0),D(8 ;2 ;−11).\mathrm{A}(1\,;2\,;-1), \qquad \mathrm{B}(0\,;3\,;2), \qquad \mathrm{C}(-2\,;4\,;0), \qquad \mathrm{D}(8\,;2\,;-11).

1. a. Démontrer que les points A\mathrm{A}, B\mathrm{B} et C\mathrm{C} définissent un plan.

b. Démontrer que le vecteur n⃗\vec{n} de coordonnées (5 ;8 ;−1)(5\,;8\,;-1) est un vecteur normal au plan (ABC)(\mathrm{ABC}).

c. En déduire qu'une équation cartésienne du plan (ABC)(\mathrm{ABC}) est 5x+8y−z−22=05x + 8y - z - 22 = 0.

d. Vérifier que le point D\mathrm{D} n'appartient pas au plan (ABC)(\mathrm{ABC}).

2. a. On considère la droite Δ\Delta, orthogonale au plan (ABC)(\mathrm{ABC}) et passant par D\mathrm{D}. Justifier qu'une représentation paramétrique de Δ\Delta est

{x=8+5ty=2+8tz=−11−tt∈R.\begin{cases} x = 8 + 5t \\[2pt] y = 2 + 8t \\[2pt] z = -11 - t \end{cases} \qquad t \in \mathbb{R}.

b. On note E\mathrm{E} le point d'intersection de la droite Δ\Delta et du plan (ABC)(\mathrm{ABC}). Démontrer que E\mathrm{E} a pour coordonnées (112 ;−2 ;−212)\left(\dfrac{11}{2}\,;-2\,;-\dfrac{21}{2}\right).

c. En déduire la valeur exacte de la longueur DE\mathrm{DE}, distance du point D\mathrm{D} au plan (ABC)(\mathrm{ABC}).

3. On note H\mathrm{H} le point de coordonnées (−23 ;103 ;43)\left(-\dfrac23\,;\dfrac{10}{3}\,;\dfrac43\right).

On admet qu'une représentation paramétrique de la droite (BC)(\mathrm{BC}) est

{x=−2ky=3+kz=2−2kk∈R.\begin{cases} x = -2k \\[2pt] y = 3 + k \\[2pt] z = 2 - 2k \end{cases} \qquad k \in \mathbb{R}.

Un logiciel de calcul formel fournit les résultats suivants.

EntréeSortie
1(−23−1)×(−2)+(103−2)×1+(43−(−1))×(−2)\left(-\dfrac23 - 1\right)\times(-2) + \left(\dfrac{10}{3} - 2\right)\times 1 + \left(\dfrac43 - (-1)\right)\times(-2)00
2RésoudreSystème(−2k=−23, 3+k=103, 2−2k=43)\left(-2k = -\dfrac23,\ 3 + k = \dfrac{10}{3},\ 2 - 2k = \dfrac43\right)k=13k = \dfrac13
3RacineCarrée((−23−1)2+(103−2)2+(43+1)2)\left(\left(-\dfrac23-1\right)^2 + \left(\dfrac{10}{3}-2\right)^2 + \left(\dfrac43+1\right)^2\right)RacineCarrée(10)(10)
4RacineCarrée((−2−0)2+(4−3)2+(0−2)2)\left((-2-0)^2 + (4-3)^2 + (0-2)^2\right)33

a. À l'aide des deux premiers résultats, justifier que le point H\mathrm{H} est le projeté orthogonal du point A\mathrm{A} sur la droite (BC)(\mathrm{BC}).

b. En exploitant les deux autres résultats, déterminer le volume du tétraèdre ABCD\mathrm{ABCD}.

On rappelle que le volume V\mathcal{V} d'un tétraèdre est donné par V=13×B×h\mathcal{V} = \dfrac13 \times \mathcal{B} \times h, où B\mathcal{B} désigne l'aire d'une base et hh la hauteur relative à cette base.

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Sujet officiel du baccalauréat. Transcription LaTeX APMEP (apmep.fr), sous licence CC BY-SA. Corrigé rédigé pour ce site.