Bac ES/L – Antilles Guyane – Septembre 2014

Antilles Guyane – Septembre 2014 – Bac ES/L

Mathématiques – Correction

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Exercice 1

  1. $\ln \left(10\text{e}^2\right)$ $=\ln 10 + \ln \left(\text{e}^2\right)$ $=\ln 10 + 2 \ln \text{e} = \ln 10 + 2$ Réponse c
    $\quad$
  2. $0,7^n \le 0,01$ $\Leftrightarrow n \ln 0,7 \le \ln 0,01$ $\Leftrightarrow n \ge \dfrac{\ln 0,01}{\ln 0,7}$ $\Leftrightarrow n \ge 13$ Réponse b
    $\quad$
  3. $f'(x) = 5\text{e}^{5x+2}$ Réponse a
    $\quad$
  4. L’intégrale correspond à l’aire comprise entre  la courbe, l’axe des abscisses et les droites d’équation $x=0$ et $x=1$.
    Cette aire est comprise entre $\dfrac{1}{2}$ u.a. et $1 u.a$.
    La seule valeur acceptable est donc $\text{e}-2$. Réponse a
    $\quad$
  5. Le coefficient directeur de la tangente est positif : on exclut donc les réponses c et d.
    L’ordonnée à l’origine sera négative.
    Réponse b
    $\quad$

Exercice 2

Candidats ES n’ayant pas suivi l’enseignement de spécialité et candidats L

Partie A

  1. $\quad$
    ES - antilles_guyane-sept2014
  2. Cette probabilité se note $p\left(B\cap \overline{D} \right)$
    $\quad$
  3. D’après la propriété des probabilités totales on a :
    $$\begin{align} p(D) &= p(A \cap D) + p(B \cap D) + p(C \cap D) \\\\
    &= 0,3 \times 0,05 + 0,1 \times 0,05 + 0,6 \times 0,04 \\\\
    &= 0,015+0,005+0,024\\\\
    &=0,044
    \end{align}$$
  4. $p_D(A) = \dfrac{p(D \cap A)}{p(D)}$ $ = \dfrac{0,015}{0,044} \approx 0,341$.
    $\quad$
  5. On appelle $X$ la variable aléatoire comptant le nombre de balles possédant un défaut.
    Il y a $5$ tirages aléatoires, identiques et  indépendants. Chaque tirage possède deux issues : $D$ et $\overline{D}$. $p(D) = 0,044$.
    $X$ suit donc la loi binomiale $\mathscr{B}(5;0,044)$.
    On veut calculer $P(X=3) = \binom{5}{3}\times 0,044^3 \times 0,956^2 $ $\approx 0,0008$.

$\quad$

Partie B

  1. On veut donc connaître la valeur de $P(56,7 \le X \le 58,5) $ $= P(\mu-3\sigma \le X \le \mu + 3\sigma) $ $\approx 0,997$.
    $\quad$
  2. $P(X \ge 58) = 0,5 – P(57,6 \le X \le 58) $ $\approx 0,091$

Exercice 2

Candidats ES ayant suivi l’enseignement de spécialité

Partie A

  1. Étudions le degré de chacun des sommets.
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|}
    \hline
    sommet& A&B&C&D&E&F&G\\\\
    \hline
    degré& 3&2&3&3&3&5&3\\\\
    \hline
    \end{array}$$
    Ce graphe possède $5$ sommets de degré impair. Il ne possède donc pas de chaîne eulérienne.
    Il ne peut par conséquent pas passer par tous les couloirs une et une seule fois.
    $\quad$
  2. Nous allons utiliser l’algorithme de Dijkstra
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|}
    \hline
    A&B&C&D&E&F&G&sommet\\\\
    \hline
    0& & & & & & &A\\\\
    \hline
    |&5A& &7A & & 3A& & F \\\\
    \hline
    |&5A&5F&4F&7F&|&22F&D \\\\
    \hline
    |&5A&5F&|&7F&|&22F&B\\\\
    \hline
    |&|&5F&|&7F&|&22F&C\\\\
    \hline
    |&|&|&|&7F&|&19C|&E\\\\
    \hline
    |&|&|&|&|&|&15E\\\\
    \hline
    \end{array}$$
    Le chemin permettant de rencontrer le moins de monstres est $A-F-E-G$. Il y en a alors $15$.

Partie B

  1. $\quad$ES-antilles-sept2014-ex2
  2. La matrice de transition est alors $M=\begin{pmatrix} 0,7&0,3\\\\0,4&0,6\end{pmatrix}$
    $\quad$
  3. On a $P_3=P_1M^2$ $= \begin{pmatrix}0&1\end{pmatrix} \times \begin{pmatrix} 0,61&0,39\\\\0,52&0,48 \end{pmatrix}$ $=\begin{pmatrix}0,52&0,48\end{pmatrix}$
    La probabilité de gagner la troisième partie est donc $0,52$.
    $\quad$
  4. $P_15=P_1M^{14}$ $\approx\begin{pmatrix} 0,57&0,43 \end{pmatrix}$
    La probabilité qu’il gagne la quinzième partie est donc $0,57$.

 

$\quad$

Exercice 3

Partie A

  1. $n=2500$ $f=\dfrac{80}{2500} = 0,032$.
    Donc $n \ge 30$, $nf = 80 \ge 5$ et $n(1-f) = 2420 \ge 5$.
    Par conséquent un intervalle de confiance au seuil de $95\%$ est $$\begin{align} I_{2500} &= \left[0,032 – \dfrac{1}{\sqrt{2500}};0,032+\dfrac{1}{\sqrt{2500}}\right] \\\\
    & =[0,012;0,052]
    \end{align}$$
  2. On veut un intervalle d’amplitude $0,02$. Il faut donc que $\dfrac{2}{\sqrt{n}} = 0,02$ $\Leftrightarrow \dfrac{4}{n} = 0,0004$ $\Leftrightarrow n = \dfrac{4}{0,0004} = 10000$.
    $\quad$
  3. $15000\times 0,012 \times 20 = 3600$. D’après cette étude, au risque de $5\%$, l’entreprise devrait réaliser une recette d’au moins $3600€$. Le producteur peut donc envisager de se lancer.

Partie B

  1. $C_m(x)=-\dfrac{4}{48}x^3+\dfrac{15}{16}x^2+ 5$
    Donc $C_m(6) = 20,75$.
    $\quad$
  2. a. La fonction $C$ est convexe lorsque $C”(x) \ge 0$.
    On cherche donc les valeurs de $x$ telles que $-\dfrac{1}{4}x^2 + \dfrac{15}{8}x \ge 0$ $\Leftrightarrow -2x^2+15x \ge 0$ $\Leftrightarrow x(-2x+15) \ge 0$.
    Sur $[0;10]$ $x$ est toujours positif. $-2x+15 \ge 0 \Leftrightarrow x \le 7,5$.
    Donc $C$ est convexe sur l’intervalle $[0;7,5]$.
    $\quad$
    b. Au point d’abscisse $7,5$ la courbe possède un point d’inflexion. Par conséquent à partir de $750$ paniers vendus le coût marginal diminue

$\quad$

Partie C

  1. Pour obtenir un bénéfice, il faut donc au moins vendre $80$ paniers.
    $\quad$
  2. S’il vend $500$ paniers le bénéfice est de $4000€$.
    $\quad$
  3. L’écart maximal entre les deux courbes est d’environ $40$ unités. Il ne peut donc pas espérer réaliser un bénéfice de $5~000€$.

$\quad$

Exercice 4

  1.  a. L’augmentation est de $20\%$. La raison est donc $q=1,2$. Le premier terme est $u_0 = 30$.
    $\quad$
    b. $u_n = 30 \times 1,2^n$.
    $\quad$
    c. En $2013$, $n=5$ et donc $u_5 \approx 74,6$.
    On a donc atteint $74$ utilisations de la visio-conférence.
    $\quad$
  2. a. $\quad$
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}
    \hline
    Test ~U<A& &vrai&vrai&vrai&vrai&vrai&vrai&faux \\\\
    \hline
    Valeur~ de~ U&30&36&43&52&62&75&90&107\\\\
    \hline
    Valeur~ de~ n&0&1&2&3&4&5&6&7\\\\
    \hline
    \end{array}$$
    b. Cet algorithme va donc afficher en sortie $7$
    $\quad$
    c. C’est donc à partir de l’année $2015$ que la viso-conférence sera utilisée plus de $100$ fois.
    $\quad$
  3. Il faut que le nombre total d’utilisations dépasse $400$.
    $\begin{array} {|c|c|c|c|}
    \hline
    année&n&nombre&cumul \\\\
    \hline
    2008&0&30&30\\\\
    \hline
    2009&1&36&66\\\\
    \hline
    2010&2&43&109\\\\
    \hline
    2011&3&52&161\\\\
    \hline
    2012&4&62&223\\\\
    \hline
    2013&5&75&298\\\\
    \hline
    2014&6&90&387\\\\
    \hline
    2015&7&107&495\\\\
    \hline
    \end{array}$
    L’installation sera donc amortie à partir de l’année $2015$.