  D.S. DE MATHEMATIQUES (4)

D.S. DE MATHEMATIQUES (4)

NOM : PRENOM : CLASSE : TS 1

Pas de document ni de sortie autorisés avant la fin de l’épreuve. DUREE : 2 H 00

I - Résoudre l'équation différentielle suivante : y '2y=0; y





II-Le plan complexe est rapporté à un repère orthonormal direct O ;u ,v (unité graphique : 1 cm).

On considère dans l'ensemble des nombres complexes, l'équation (E) d'inconnue z suivante : z³−8iz²17−8iz17i=0 .

Partie A 1. Démontrer que −i est solution de (E).

2. Déterminer les nombres réels a, b et c tels que :

z³−8iz²17−8iz17i=zia z²b zc.

3. Résoudre l'équation (E) dans l'ensemble des nombres complexes.

Partie B

On appelle A, B et C les points d'affixes respectives 4i ,4−i ,−i.

1. Placer les points A, B et C sur une figure que l'on complétera dans la suite de l'exercice.

2. Le point  est le point d'affixe 2. On appelle S l'image de A par la rotation de centre  et d'angle 

2 . On rappelle que l'écriture complexe de cette rotation est : z '=i z−2i2 . Calculer l'affixe s de S.

3. Démontrer que les points B, A, S et C appartiennent à un même cercle ( C ) dont on déterminera le centre et le rayon. Tracer ( C ).

4. À tout point M d'affixe z≠2, on associe le point M' d'affixe : z '=iz10−2i

z−2 .

a . Déterminer les affixes des points A', B', C' associés respectivement aux points A, B et C.

b . Vérifier que A', B', C' appartiennent à un même cercle ( C' ) de centre P, d'affixe i . Déterminer son rayon et tracer ( C' ).

c . Pour tout nombre complexe z≠2 , exprimer ∣z '−i∣ en fonction de z .

d . Soit M un point d'affixe z appartenant au cercle ( C ). Démontrer que ∣z '−i∣=2



e . En déduire à quel ensemble appartiennent les points M' associés aux points M du cercle ( C ).

f .Déterminer l'ensemble des points M d'affixe z tels que z ' soit un réel.

III- Partie A :

Pré requis : On sait que : pour tout x0 , e^xx Démontrer que lim

x∞

e^x

x=∞. ( On pourra utiliser la fonction  définie sur [0;∞[ par :

x=e^x−x² 2 .)

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Partie B : Étude d'une fonction auxiliaire Soit g la fonction définie sur ℝ par gx=e^x1−x1 .

1. Étudier les variations de la fonction g . 2. Calculer lim

x−∞gx et lim

x∞gx.

3. Démontrer que l'équation gx=0 admet une unique solution dans l'intervalle [1, 27;1,28]; on note  cette solution.

4. Déterminer, selon les valeurs de x, le signe de gx.

Partie C : Étude de la fonction f définie surℝ par f x= x e^x12. On désigne par ( C ) la courbe représentative de f dans un repère orthogonal O ;i ;j; unité graphique :1 cm sur l'axe des abscisses et 2 cm sur l'axe des ordonnées.

1. Déterminer la limite de f en ∞ et interpréter graphiquement ce résultat.

2. a . Déterminer la limite de f en −∞

b . Démontrer que la droite ( d ) d'équation y=x2 est une asymptote à ( C ) en −∞. c . Étudier la position de ( C ) par rapport à ( d ).

3. a . Démontrer que la fonction dérivée de f a même signe que la fonction g étudiée dans la partie B.

b . Démontrer qu'il existe deux entiers p et q tel que f =pq. c . Dresser le tableau de variation de la fonction f .

4. Tracer la courbe ( C ) dans le repère O ;i ;j avec ses asymptotes et sa tangente au point d'abscisse .

Bon courage

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