2019-2020/Tsti2d/Analyse/Exponentielle/Etude_fonction/3E_annales.tex

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3.1 KiB
TeX

\documentclass[a4paper,10pt]{article}
\usepackage{myXsim}
\title{Dérivation de l'exponentielle}
\tribe{Tsti2d}
\date{Mars 2020}
\geometry{left=10mm,right=10mm, top=10mm}
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\begin{exercise}[subtitle={Polynésie septembre 2018}]
On considère la fonction $w$ définie pour tout réel positif $t$ par $w(t) = 4 \text{e}^{-200t} + 146$.
On note $C$ la courbe représentative de la fonction $w$ dans un repère orthonormé.
\begin{multicols}{2}
\begin{enumerate}
\item
\begin{enumerate}
\item Calculer $w(0)$.
\item Déterminer la limite de la fonction $w$ lorsque $t$ tend vers $+ \infty$ et interpréter graphiquement cette limite.
\end{enumerate}
\item On note $w'$ la fonction dérivée de la fonction $w$ sur l'intervalle
$[0~;~+ \infty[$.
\begin{enumerate}
\item Pour tout réel positif $t$, calculer $w'(t)$.
\item Étudier le signe de $w'$ sur l'intervalle $[0~;~+ \infty[$.
\item Dresser le tableau de variation de la fonction $w$ sur l'intervalle $[0~;~+ \infty[$.
\item Déterminer une équation de la tangente à la courbe $C$ au point d'abscisse 0 .
\end{enumerate}
\end{enumerate}
\end{multicols}
\end{exercise}
\begin{exercise}[subtitle={}]
L'octane est un hydrocarbure qui entre dans la composition de l'essence.
Lorsqu'on chauffe un mélange d'octane et de solvant dans une cuve, une réaction chimique transforme progressivement l'octane en un carburant plus performant, appelé iso-octane.
La concentration d'octane, en moles par litre, dans la cuve est modélisée par une fonction $f$
du temps $t$, exprimé en minutes. On admet que cette fonction $f$, définie et dérivable sur
l'intervalle $[0~;~+\infty[$ par $f(t) = K \e^{-0,12t}+0,025$ avec K un nombre réel.
À l'instant $t = 0$, la concentration d'octane dans la cuve est de $0,5$~mole par litre (mol.L$^{-1}$).
\begin{enumerate}
\item Donner $f(0)$ puis déterminer la valeur de $K$.
\item
\begin{enumerate}
\item Calculer la fonction dérivée de la fonction $f$ sur l'intervalle $[0~;~+\infty[$.
\item Étudier le sens de variation de la fonction $f$ sur l'intervalle $[0~;~+\infty[$.
\item Interpréter cette réponse dans le contexte de l'exercice.
\end{enumerate}
\item Calculer, en justifiant votre réponse, à la minute près, le temps nécessaire pour obtenir une concentration en octane dans la cuve de $0,25$ mole par litre.
\item
\begin{enumerate}
\item Déterminer par lecture graphique sur votre calculatrice la valeur de $\ds \lim_{t\to +\infty} f(t)$.
Interpréter le résultat dans le contexte.
\item Le processus de transformation de l'octane en iso-octane est arrêté au bout d'une heure. Expliquer ce choix.
\end{enumerate}
\end{enumerate}
\end{exercise}
\printexercise{exercise}{1}
\printexercise{exercise}{2}
\end{document}