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Bonjour à tous, pourrais je avoir de l'aide pour cet exercice de bac blanc de maths (je suis en terminale)s'il vous plait..
Un sanglier d’élevage vit dans une étable et pèse 15kg à l’instant initial t = 0 où t est exprimé en semaines. Un employé l’observe quotidiennement pendant 55 semaines. On admet que la masse du sanglier, exprimée en kilogrammes, est définie sur l’intervalle [0;55] par une fonction du temps t exprimé en semaines de la forme f (t) = aebt +120.
1. a. En sachant que f (0) = 15, justifier que a = −105.
b. Au bout de 20 semaines, on constate que la masse du sanglier est de 30kg. Déterminer la valeur exacte du réel b.

Pour la suite de l’exercice, on admet que la fonction f est définie par
f(t) = −105e−0,0077t +120.

2. a. Justifier que f ′(t) = 0,8085e−0,0077t pour tout réel t de l’intervalle [0;55].
b. En déduire les variations de la fonction f sur [0;55].
c. Interpréter le résultat de la question 2. b. dans le contexte de l’exercice.
d. Par la méthode de votre choix, que vous expliquerez, déterminer le temps nécessaire, en semaines, pour que la masse du sanglier soit supérieure à 50kg.


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Réponse :


Explications étape par étape

1a)

[tex]f(t)=ae^{bt}+120\\f(0)=15\\\\e^0=1\\\Rightarrow f(0)=a+120=15\Rightarrow a=-105\\[/tex]

1b)

[tex]f(t)=-105e^{bt}+120\\f(20)=30\\\Rightarrow-105e^{20b}+120=30\\\Rightarrow105e^{20b}=90\\\Rightarrow e^{20b}=\frac{90}{105}=\frac{6}{7}\\\Rightarrow 20b=\ln(\frac{6}{7})\\\\\Rightarrow b=\frac{\ln6-\ln7}{20}[/tex]

2a)

[tex]f(t)=-105e^{-0,0077t}+120\\\\(e^{u(x)})'=u'(x)e^{u(x)}\\\\f'(t)=(-105)(-0,0077)e^{-0,0077t}=0,8085e^{-0,0077t}\\[/tex]

2b)

Quelque soit t dans [0;55], [tex]e^{-0,0077t}>0[/tex]

f'(t) > 0 et la fonction f est strictement croissante sur [0;55]

de f(0) = 15kg à f(55) = 51,25kg

avec une dérivée de f'(0)=0,8085 à f'(55)=0,53

2c)

Mais quand t augmente, la valeur de la dérivée décroit. Tout ceci indique que le sanglier continue de prendre du poids, mais de moins en moins vite

2d) il faut 53 semaines

pour les méthodes qui ne donnent pas un nombre entier, il faut bien sûr prendre l'entier immédiatement supérieur.

- On peut par l'algorithme de dichotomie chercher une valeur approchée du temps en cherchant la valeur de t telle que f(t)-50 = 0

- On peut déterminer ce temps graphiquement en traçant avec soin le graphe de la fonction ou utiliser un programme de tracé de courbes (voir fichier)

- On peut utiliser l'algorithme suivant:

P=15

T=0

Tant que p<50

T=T+1

P=120-105*exp(-0,0077*t)

Fin tant que

Afficher T

- On peut résoudre

[tex]f(t)=-105e^{-0,0077t}+120=50\\\Rightarrow 105e^{-0,0077t}=70\\\Rightarrow e^{-0,0077t}=\frac{70}{105} =\frac{2}{3}\\\Rightarrow -0,0077t=\ln(\frac{2}{3})\\\Rightarrow t=\ln(\frac{\ln3-\ln2}{0,0077}) \\\Rightarrow t=52,6[/tex]

- On peut aussi soudoyer une copine ou un copain qui connait le résultat ou essayer d'élever un sanglier dans sa salle de bain et le peser tous les dimanches.

Voir l'image GRYD77