Livret de transition

J'entre en Terminale

Un parcours de révision pour consolider les bases de Première spécialité maths avant d'attaquer sereinement la Terminale.

30 à 40 min test diagnostic 49 exercices avec QR codes vers les corrections 3 niveaux automatismes, consolidation, approfondissement 10 thèmes calcul, fonctions, suites, probabilités, géométrie...

Objectif du livret

Ce livret rassemble les savoir-faire fondamentaux à maîtriser avant l'entrée en Terminale spécialité mathématiques : calculer proprement, résoudre, dériver, étudier des variations, raisonner sur les suites et retrouver les bases utiles en probabilités et géométrie.

Automatismes

Développer, factoriser, simplifier, résoudre rapidement et sans hésitation.

Méthodes

Organiser une résolution avec tableaux de signes, dérivées et raisonnements structurés.

Prise d'avance

Aborder les suites, l'exponentielle et les premiers raisonnements de Terminale.

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Programme de révision

Ces cours reprennent les notions du livret avec définitions, propriétés, méthodes et exemples : formules à connaître, méthodes de rédaction et points de vigilance avant l’entrée en Terminale.

01

Calcul algébrique indispensable

Développer, factoriser, simplifier et reconnaître les formes utiles pour résoudre.

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Cours de révision

Le calcul algébrique sert dans tous les chapitres : résoudre une équation, étudier une fonction, simplifier une fraction ou reconnaître une dérivée. Avant la Terminale, il faut savoir passer rapidement d’une forme développée à une forme factorisée selon l’objectif.

Formules à connaître

  • \((a+b)^2=a^2+2ab+b^2\)
  • \((a-b)^2=a^2-2ab+b^2\)
  • \((a-b)(a+b)=a^2-b^2\)
  • \(a(b+c)=ab+ac\)

Méthode

  1. Développer pour comparer, réduire ou identifier les coefficients.
  2. Factoriser pour résoudre, étudier un signe ou simplifier une fraction.
  3. Pour une fraction rationnelle, commencer par exclure les valeurs interdites.

Point de vigilance : une simplification ne supprime jamais les valeurs interdites du domaine initial.

Choisir la bonne forme d’une expression

Forme développée

Utile pour réduire, comparer deux expressions ou identifier les coefficients d’un polynôme.

Exemple : \((x+2)^2=x^2+4x+4\).

Forme factorisée

Utile pour résoudre une équation produit nul ou construire un tableau de signes.

Exemple : \(x^2-9=(x-3)(x+3)\).

Forme simplifiée

Utile pour alléger un calcul, mais seulement après avoir précisé les valeurs interdites.

Exemple : \(\cfrac{x(x+1)}{x}=x+1\), avec \(x\neq0\).

Identités remarquables et factorisations

ExpressionForme utileUsage principal
\((a+b)^2\)\(a^2+2ab+b^2\)Développer un carré.
\((a-b)^2\)\(a^2-2ab+b^2\)Développer ou reconnaître un carré parfait.
\(a^2-b^2\)\((a-b)(a+b)\)Factoriser une différence de deux carrés.
\(ab+ac\)\(a(b+c)\)Mettre un facteur commun en évidence.

Calculs de puissances

Les règles de puissances permettent de simplifier rapidement des produits, des quotients et des puissances de puissances. Elles sont indispensables pour le calcul algébrique, les suites géométriques et l’exponentielle.

RègleConditionExemple
\(a^m\times a^n=a^{m+n}\)Même base\(x^3\times x^5=x^8\)
\(\cfrac{a^m}{a^n}=a^{m-n}\)\(a\neq0\)\(\cfrac{2^7}{2^3}=2^4=16\)
\((a^m)^n=a^{mn}\)Puissance d’une puissance\((x^2)^4=x^8\)
\((ab)^n=a^n b^n\)Puissance d’un produit\((3x)^2=9x^2\)
\(\left(\cfrac ab\right)^n=\cfrac{a^n}{b^n}\)\(b\neq0\)\(\left(\cfrac{x}{2}\right)^3=\cfrac{x^3}{8}\)
\(a^{-n}=\cfrac1{a^n}\)\(a\neq0\)\(5^{-2}=\cfrac1{25}\)
Exemple guidé

\(\cfrac{3x^4\times 2x^3}{x^2}=6x^{4+3-2}=6x^5\), avec \(x\neq0\).

Ce qu’il faut savoir faire

Développer consiste à transformer un produit en somme. Factoriser fait l’inverse : on transforme une somme en produit. En révision, le bon réflexe est de choisir la forme adaptée à la question : forme développée pour comparer des coefficients, forme factorisée pour résoudre ou étudier un signe.

Exemple guidé

\((2x-3)(x+5)=2x^2+10x-3x-15=2x^2+7x-15\). Pour factoriser \(x^2-16\), on reconnaît une différence de carrés : \(x^2-16=(x-4)(x+4)\).

  • Avant de simplifier une fraction, factoriser le numérateur et le dénominateur.
  • Quand on simplifie par un facteur, vérifier que ce facteur n’est pas nul.
  • Ne pas confondre \((a+b)^2\) avec \(a^2+b^2\).
02

Équations, inéquations et tableaux de signes

Second degré, tableaux de signes, inéquations produit, quotient et ensembles solutions.

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Cours de révision

Résoudre, ce n’est pas seulement calculer une valeur : il faut choisir une méthode, respecter les valeurs interdites et conclure avec un ensemble solution clair.

Second degré

Pour \(ax^2+bx+c=0\), on calcule \(\Delta=b^2-4ac\). Si \(\Delta>0\), il y a deux racines ; si \(\Delta=0\), une racine double ; si \(\Delta<0\), aucune racine réelle.

Inéquations

Pour une inéquation produit ou quotient, on factorise, on repère les zéros et les valeurs interdites, puis on dresse un tableau de signes.

Solutions de l’équation \(ax^2+bx+c=0\)

Après avoir calculé \(\Delta=b^2-4ac\), on conclut selon son signe.

\(\Delta>0\)

Deux solutions réelles :

\(x_1=\cfrac{-b-\sqrt{\Delta}}{2a}\), \(\quad x_2=\cfrac{-b+\sqrt{\Delta}}{2a}\)

\(S=\{x_1;x_2\}\)

\(\Delta=0\)

Une solution réelle double :

\(x_0=-\cfrac b{2a}\)

\(S=\{x_0\}\)

\(\Delta<0\)

Aucune solution réelle.

Le trinôme ne s’annule pas sur \(\mathbb{R}\).

\(S=\varnothing\)

Tableau de signe d’un polynôme du second degré

Pour \(P(x)=ax^2+bx+c\), le signe dépend de \(a\) et du discriminant \(\Delta=b^2-4ac\).

CasRacinesSigne de \(P(x)\)
\(\Delta>0\)Deux racines \(x_1<x_2\)Signe de \(a\) sur \(]-\infty;x_1[\cup]x_2;+\infty[\), signe opposé à celui de \(a\) sur \(]x_1;x_2[\), et \(P(x)=0\) en \(x_1\) et \(x_2\).
\(\Delta=0\)Une racine double \(x_0=-\cfrac b{2a}\)Signe de \(a\) pour tout \(x\neq x_0\), et \(P(x_0)=0\).
\(\Delta<0\)Aucune racine réelleSigne de \(a\) pour tout réel \(x\).
Phrase à retenir

Quand \(\Delta>0\), le trinôme est du signe de \(a\) à l’extérieur des racines et du signe opposé entre les racines.

Méthode complète

  1. Identifier le type d’équation : premier degré, produit nul, second degré, quotient, équation avec exponentielle.
  2. Transformer l’expression si nécessaire : développer, factoriser ou tout ramener dans un seul membre.
  3. Résoudre en respectant le domaine de définition.
  4. Conclure avec \(S=\{\ldots\}\) ou avec des intervalles.
Tableau de signes

Pour résoudre \((x-2)(x+3)\geq0\), on place les zéros \(-3\) et \(2\). Le produit est positif sur \(]-\infty;-3]\cup[2;+\infty[\).

Dans une inéquation quotient, les valeurs qui annulent le dénominateur sont interdites et ne peuvent jamais appartenir à la solution.

03

Fonctions réelles et dérivation

Domaines, variations, tangentes, dérivées usuelles et études complètes.

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Cours de révision

Une étude de fonction commence par le domaine de définition, puis se poursuit avec les images, les antécédents, la parité éventuelle, la dérivée et les variations.

Fonctions

  • Une fonction paire vérifie \(f(-x)=f(x)\).
  • Une fonction impaire vérifie \(f(-x)=-f(x)\).
  • La forme canonique d’un trinôme permet de lire le sommet et les variations.

Dérivation

  • Le signe de \(f'(x)\) donne les variations de \(f\).
  • \((uv)'=u'v+uv'\)
  • \(\left(\cfrac uv\right)'=\cfrac{u'v-uv'}{v^2}\)
  • La tangente en \(a\) est \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).

Dans un tableau de variations, on justifie toujours le signe de la dérivée avant de conclure sur les variations.

Domaine, images et antécédents

Domaine de définition

C’est l’ensemble des valeurs de \(x\) pour lesquelles \(f(x)\) existe.

On exclut notamment les dénominateurs nuls et les racines carrées de nombres négatifs.

Image

L’image de \(a\) est le nombre \(f(a)\).

On remplace \(x\) par \(a\) dans l’expression de la fonction.

Antécédent

Chercher les antécédents de \(b\), c’est résoudre \(f(x)=b\).

Il peut y en avoir aucun, un ou plusieurs.

Dérivées usuelles et opérations

FonctionDérivéeÀ retenir
\(k\)\(0\)Une constante ne varie pas.
\(x^n\)\(nx^{n-1}\)Valable pour la fonction \(x\mapsto x^n\).
\(\cfrac1x\)\(-\cfrac1{x^2}\)Sur \(] -\infty;0[\) ou \(]0;+\infty[\).
\(uv\)\(u'v+uv'\)Formule du produit.
\(\cfrac uv\)\(\cfrac{u'v-uv'}{v^2}\)Avec \(v\neq0\).

On ne généralise pas cette formule à \((u(x))^n\) dans ce cours : les dérivées composées ne sont pas retenues ici.

Passer de la dérivée aux variations

\(f'(x)>0\)

La fonction \(f\) est croissante sur l’intervalle étudié.

\(f'(x)<0\)

La fonction \(f\) est décroissante sur l’intervalle étudié.

Changement de signe

Un passage de \(+\) à \(-\) donne un maximum ; un passage de \(-\) à \(+\) donne un minimum.

Étude de fonction : ordre de travail

  1. Déterminer le domaine de définition.
  2. Calculer les images ou antécédents demandés.
  3. Calculer la dérivée \(f'(x)\), puis la factoriser si possible.
  4. Étudier le signe de \(f'(x)\).
  5. Construire le tableau de variations et lire les extremums.
Tangente

La tangente en \(a\) utilise deux informations : le coefficient directeur \(f'(a)\) et le point \((a;f(a))\). Sa formule est \(y=f'(a)(x-a)+f(a)\).

  • Une fonction est croissante quand \(f'(x)\geq0\) sur l’intervalle étudié.
  • Une fonction est décroissante quand \(f'(x)\leq0\) sur l’intervalle étudié.
  • Un changement de signe de \(f'\) peut faire apparaître un maximum ou un minimum local.
04

Fonction exponentielle

Propriétés de calcul, croissance, équations, inéquations et dérivation.

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La fonction exponentielle est centrale en Terminale : elle intervient dans les modèles de croissance, les études de fonctions, les suites et les équations différentielles.

Propriétés

  • \(e^0=1\), \(e^1=e\)
  • \(e^{a+b}=e^a e^b\)
  • \(\cfrac{e^a}{e^b}=e^{a-b}\)
  • \((e^a)^b=e^{ab}\)
  • \(e^x>0\) pour tout réel \(x\)

Résoudre et dériver

  • \(e^A=e^B\Longleftrightarrow A=B\)
  • Comme \(e^x\) est strictement croissante, \(e^A<e^B\Longleftrightarrow A<B\)
  • \((e^x)'=e^x\)
  • Si \(f(x)=e^{ax+b}\), alors \(f'(x)=ae^{ax+b}\).

Calculer avec les exponentielles

PropriétéExempleAttention
\(e^{a+b}=e^ae^b\)\(e^{x+2}=e^x e^2\)Les exposants s’additionnent quand on multiplie.
\(\cfrac{e^a}{e^b}=e^{a-b}\)\(\cfrac{e^{3x}}{e^x}=e^{2x}\)Le dénominateur \(e^b\) n’est jamais nul.
\((e^a)^b=e^{ab}\)\((e^{2x})^3=e^{6x}\)On multiplie les exposants.
\(e^x>0\)\((x-4)e^x\) a le signe de \(x-4\)L’exponentielle ne change pas le signe.

Résoudre avec l’exponentielle

Équation

\(e^A=e^B\Longleftrightarrow A=B\).

Exemple : \(e^{2x-1}=e^5\Rightarrow 2x-1=5\).

Inéquation

La fonction exponentielle est strictement croissante.

\(e^A\leq e^B\Longleftrightarrow A\leq B\).

Dérivée de \(e^{ax+b}\)

Si \(f(x)=e^{ax+b}\), alors \(f'(x)=ae^{ax+b}\).

Comme \(e^{ax+b}>0\), le signe de \(f'(x)\) est celui de \(a\).

À maîtriser avant la Terminale

L’exponentielle transforme les additions dans l’exposant en produits. Elle est toujours positive, ce qui simplifie souvent les études de signe : dans \((x-1)e^x\), le signe dépend seulement de \(x-1\).

Exemple guidé

\(e^{2x+1}e^{1-2x}=e^{(2x+1)+(1-2x)}=e^2\). Pour résoudre \(e^{3x}=e^{1-x}\), on utilise l’injectivité : \(3x=1-x\), donc \(x=\cfrac14\).

Ne jamais écrire que \(e^a+e^b=e^{a+b}\). Cette formule est fausse : seules les multiplications permettent d’additionner les exposants.

05

Suites numériques

Suites explicites, suites définies par une relation, suites arithmétiques, géométriques et limites simples.

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Cours de révision

Les suites permettent de modéliser une évolution discrète. Il faut distinguer une définition explicite, qui donne directement \(u_n\), d’une définition récurrente, qui calcule chaque terme à partir du précédent.

Suites de référence

  • Arithmétique : \(u_{n+1}=u_n+r\), donc \(u_n=u_0+nr\).
  • Géométrique : \(u_{n+1}=q u_n\), donc \(u_n=u_0q^n\).
  • Si \(|q|<1\), alors \(q^n\to0\).

Suites définies par relation

  1. Calculer les premiers termes à partir de \(u_0\) ou \(u_1\).
  2. Observer si les termes augmentent, diminuent ou semblent se stabiliser.
  3. Formuler une conjecture claire à partir des premiers termes.

Deux façons de définir une suite

Formule explicite

On connaît directement \(u_n\) en fonction de \(n\).

Exemple : \(u_n=3n^2-2\). Alors \(u_4=3\times4^2-2=46\).

Définition par relation

On connaît un premier terme, puis une relation pour passer d’un terme au suivant.

Exemple : \(u_0=5\) et \(u_{n+1}=2u_n-1\). Alors \(u_1=9\), \(u_2=17\).

Suites arithmétiques et géométriques

TypeReconnaîtreFormule expliciteSomme
Arithmétique\(u_{n+1}-u_n=r\)\(u_n=u_0+nr\)\(u_0+u_1+\cdots+u_n=(n+1)\cfrac{u_0+u_n}{2}\)
Géométrique\(\cfrac{u_{n+1}}{u_n}=q\) si \(u_n\neq0\)\(u_n=u_0q^n\)Si \(q\neq1\), \(u_0+\cdots+u_n=u_0\cfrac{1-q^{n+1}}{1-q}\)

Étudier le sens de variation

Avec la différence

On étudie le signe de \(u_{n+1}-u_n\).

Si \(u_{n+1}-u_n>0\), la suite est croissante.

Suite arithmétique

Le sens dépend de la raison \(r\).

\(r>0\) : croissante ; \(r<0\) : décroissante ; \(r=0\) : constante.

Suite géométrique positive

Si \(u_0>0\), le sens dépend de \(q\).

\(q>1\) : croissante ; \(0<q<1\) : décroissante.

Reconnaître les situations classiques

Une suite arithmétique ajoute toujours le même nombre : les écarts \(u_{n+1}-u_n\) sont constants. Une suite géométrique multiplie toujours par le même nombre : les quotients \(\cfrac{u_{n+1}}{u_n}\) sont constants quand les termes ne sont pas nuls.

Sommes utiles

Pour une suite arithmétique, la somme des termes de \(u_0\) à \(u_n\) vaut \((n+1)\cfrac{u_0+u_n}{2}\). Pour une suite géométrique de raison \(q\neq1\), \(1+q+\cdots+q^n=\cfrac{1-q^{n+1}}{1-q}\).

  • Pour une suite donnée par formule explicite, on remplace directement \(n\).
  • Pour une suite donnée par relation, on calcule terme après terme.
  • Une conjecture doit être formulée avec prudence : elle décrit ce qu’on observe, elle ne remplace pas une démonstration.
06

Probabilités, vecteurs et trigonométrie

Conditionnement, indépendance, vecteurs, distances, milieux et colinéarité.

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Cours de révision

Ces outils servent dans les exercices de synthèse : ils demandent une lecture précise de l’énoncé et une rédaction courte mais rigoureuse.

Probabilités

  • \(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\)
  • \(P_A(B)=\cfrac{P(A\cap B)}{P(A)}\)
  • \(A\) et \(B\) sont indépendants si \(P(A\cap B)=P(A)P(B)\).

Géométrie et trigonométrie

  • \(\overrightarrow{AB}=\begin{pmatrix}x_B-x_A\\ y_B-y_A\end{pmatrix}\)
  • \(AB=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2}\)
  • Deux vecteurs \(\begin{pmatrix}x\\ y\end{pmatrix}\) et \(\begin{pmatrix}x'\\ y'\end{pmatrix}\) sont colinéaires si \(xy'-yx'=0\).
  • Les valeurs usuelles de \(\sin\) et \(\cos\) doivent être connues sur le cercle trigonométrique.

Probabilités : organiser le calcul

Union

\(A\cup B\) signifie “\(A\) ou \(B\)”.

\(P(A\cup B)=P(A)+P(B)-P(A\cap B)\)

Conditionnement

\(P_A(B)\) signifie probabilité de \(B\) sachant \(A\).

\(P_A(B)=\cfrac{P(A\cap B)}{P(A)}\), avec \(P(A)\neq0\).

Indépendance

Deux événements sont indépendants si la réalisation de l’un ne change pas la probabilité de l’autre.

\(P(A\cap B)=P(A)P(B)\)

Arbre pondéré de probabilités

Un arbre permet de représenter une expérience en plusieurs étapes. On multiplie les probabilités le long d’une branche et on additionne les branches qui mènent au même événement.

Arbre pondéré de probabilités avec les événements A, non A, B et non B
Calculs à retenir

\(P(A\cap B)=P(A)\times P_A(B)\) et \(P(B)=P(A\cap B)+P(\overline A\cap B)\).

Variables aléatoires

Une variable aléatoire \(X\) associe un nombre à chaque issue d’une expérience aléatoire. Sa loi donne les valeurs possibles et les probabilités associées.

NotionDéfinitionExemple de rédaction
Loi de \(X\)Tableau des valeurs \(x_i\) et des probabilités \(P(X=x_i)\).On vérifie que la somme des probabilités vaut \(1\).
Espérance\(E(X)=x_1P(X=x_1)+x_2P(X=x_2)+\cdots+x_nP(X=x_n)\)C’est la valeur moyenne attendue sur un grand nombre de répétitions.
Variance\(V(X)=E(X^2)-[E(X)]^2\)Elle mesure la dispersion des valeurs autour de l’espérance.
Autre formule\(V(X)=(x_1-E(X))^2P(X=x_1)+\cdots+(x_n-E(X))^2P(X=x_n)\)Utile pour comprendre l’écart à la moyenne.
InterprétationSi \(E(X)>0\), le jeu est favorable en moyenne ; si \(E(X)<0\), il est défavorable. Plus \(V(X)\) est grande, plus les résultats sont dispersés.On conclut toujours avec une phrase en contexte.
Exemple

Si \(X\) prend les valeurs \(-2\), \(1\), \(5\) avec probabilités \(0{,}3\), \(0{,}5\), \(0{,}2\), alors \(E(X)=-2\times0{,}3+1\times0{,}5+5\times0{,}2=0{,}9\). On calcule aussi \(E(X^2)=4\times0{,}3+1\times0{,}5+25\times0{,}2=6{,}7\), donc \(V(X)=6{,}7-0{,}9^2=5{,}89\).

Géométrie repérée : formules clés

ObjectifFormuleUtilisation
Vecteur\(\overrightarrow{AB}=\begin{pmatrix}x_B-x_A\\ y_B-y_A\end{pmatrix}\)Passer des points aux coordonnées du vecteur.
Distance\(AB=\sqrt{(x_B-x_A)^2+(y_B-y_A)^2}\)Calculer une longueur dans un repère orthonormé.
Milieu\(I\left(\cfrac{x_A+x_B}{2};\cfrac{y_A+y_B}{2}\right)\)Trouver le centre d’un segment.
ColinéaritéPour \(\vec u=\begin{pmatrix}x\\ y\end{pmatrix}\) et \(\vec v=\begin{pmatrix}x'\\ y'\end{pmatrix}\), \(xy'-yx'=0\)Prouver que deux vecteurs sont colinéaires ou que des points sont alignés.

Trigonométrie : valeurs usuelles

Ces valeurs se lisent sur le premier quadrant du cercle trigonométrique. Les autres angles se retrouvent ensuite par symétrie et avec les signes de \(\cos\) et \(\sin\).

Angle\(0\)\(\cfrac{\pi}{6}\)\(\cfrac{\pi}{4}\)\(\cfrac{\pi}{3}\)\(\cfrac{\pi}{2}\)
\(\cos\)\(1\)\(\cfrac{\sqrt3}{2}\)\(\cfrac{\sqrt2}{2}\)\(\cfrac12\)\(0\)
\(\sin\)\(0\)\(\cfrac12\)\(\cfrac{\sqrt2}{2}\)\(\cfrac{\sqrt3}{2}\)\(1\)
Pour \(\cos\) : \(1,\ \cfrac{\sqrt3}{2},\ \cfrac{\sqrt2}{2},\ \cfrac12,\ 0\) Pour \(\sin\) : \(0,\ \cfrac12,\ \cfrac{\sqrt2}{2},\ \cfrac{\sqrt3}{2},\ 1\)

Lecture et rédaction

En probabilités, l’essentiel est de traduire correctement l’énoncé : définir les événements, repérer les intersections, unions et conditions, puis choisir la formule adaptée. En géométrie analytique, on travaille avec les coordonnées pour prouver un alignement, calculer une longueur ou identifier un milieu.

Exemples de réflexes

Sur un arbre pondéré, on multiplie les probabilités le long d’une branche et on additionne les branches qui réalisent le même événement. Pour tester la colinéarité de \((3;6)\) et \((1;2)\), on calcule \(3\times2-6\times1=0\).

  • Pour un milieu \(I\), utiliser \(I\left(\cfrac{x_A+x_B}{2};\cfrac{y_A+y_B}{2}\right)\).
  • Sur le cercle trigonométrique, connaître les valeurs usuelles en \(0\), \(\cfrac{\pi}{6}\), \(\cfrac{\pi}{4}\), \(\cfrac{\pi}{3}\), \(\cfrac{\pi}{2}\) et \(\pi\).
  • Pour une probabilité conditionnelle, vérifier que l’événement conditionnant a une probabilité non nulle.

Livret complet

Le PDF contient 49 exercices, les méthodes clés, les propriétés à retenir et des corrections modèles détaillées. Les QR codes mènent vers les pages de correction publiées sur le site.

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