Bac STMG – Polynésie – Juin 2019

Polynésie – juin 2019

Bac STMG – Mathématiques – Correction

L’énoncé de ce sujet de bac est disponible ici.

Ex 1

Exercice 1

  1. On a
    $\begin{align*} P(X \pg 14)&=P(X\pg 12)-P(12\pp X\pp 14)\\
    &=0,5-P(12\pp X\pp 14)\\
    &\approx 0,16\end{align*}$
    Réponse A
    $\quad$
  2. On a $n=400$ et $f=\dfrac{112}{400}=0,28$.
    Un intervalle de confiance au seuil de $95\%$ dans lequel devrait se trouver la proportion d’électeurs votant pour le candidat aux élections municipales est :
    $\begin{align*} I_{400}&=\left[0,28-\dfrac{1}{\sqrt{400}};0,28+\dfrac{1}{\sqrt{400}}\right] \\
    &=[0,23;0,33]\end{align*}$
    Réponse A
    $\quad$
  3. $\left(V_n\right)$ est une suite géométrique de raison $1,2$ et de premier terme $V_1=6$.
    Pour tout entier naturel $n$ non nul on a donc $V_n=6\times 1,2^{n-1}$.
    Par conséquent $V_6=6\times 1,2^5\approx 14,9$.
    Réponse C
    $\quad$
  4. Voici les différentes valeurs prises par les variables (arrondie au centième pour $V$) :
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|c|}
    \hline
    n&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10&11\\
    \hline
    V&6&7,2&8,64&10,37&12,44&14,93&17,93&21,50&25,80&30,96&37,16\\
    \hline
    \end{array}$$
    On obtient donc $n=11$
    Réponse C
    $\quad$
  5. La suite $\left(U_n\right)$ est arithmétique de raison $3$ et $U_4=81$.
    Par conséquent :
    $U_3=81-3=78$,
    $U_2=78-3=75$,
    $U_1=75-3=72$
    et $U_0=72-3=69$.
    Réponse C
    $\quad$

Ex 2

Exercice 2

Partie A

  1. D’après l’énoncé on a : $P(A)=0,6$, $P(B)=1-0,6=0,4$, $P_A(D)=0,05$ et $P(B\cap D)=0,01$.
    $\quad$
  2. a. On veut calculer $P(A\cap D)=0,6\times 0,05=0,03$.
    La probabilité qu’un stylo provienne de l’atelier A et possède un défaut de fabrication est égale à $0,03$.
    $\quad$
    b. D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P(D)&=P(A\cap D)+P(B\cap D) \\
    &=0,03+0,01 \\
    &=0,04\end{align*}$
    La probabilité qu’un stylo possède un défaut de fabrication est de $0,04$.
    $\quad$
  3. On veut calculer :
    $\begin{align*} P_B(D)&=\dfrac{P(B\cap D)}{P(B)} \\
    &=\dfrac{0,01}{0,4} \\
    &=0,025\end{align*}$
    La probabilité qu’un stylo prélevé au hasard dans l’atelier B possède un défaut est $0,025$.
    $\quad$

Partie B

  1. La variable aléatoire $X$ suit la loi binomiale de paramètres $n=25$ et $p=0,04$.
    $\quad$
  2. $P(X=0)=0,96^{25}\approx 0,36<0,5$.
    L’affirmation du directeur est donc fausse.
    $\quad$

 

Ex 3

Exercice 3

Partie A : lectures graphiques

  1. D’après le graphique $C_m(7)\approx 500$.
    $\quad$
  2. À l’aide du graphique on obtient le tableau de variations suivants (valeurs approchées à l’unité).
    $\quad$
  3. D’après le graphique le coût moyen de production est minimal quand l’entreprise produit $5$ kilomètres de tissu.
    $\quad$

Partie B : étude du bénéfice

  1. Pour tout nombre $x$ compris entre $1$ et $10$ on a $R(x)=680x$.
    $\quad$
  2. Pour tout nombre $x$ compris entre $1$ et $10$ on a :
    $\begin{align*} B(x)&=R(x)-C(x)\\
    &=680x-\left(15x^3-120x^2+500x+750\right) \\
    &=-15x^3+120x^2+180x-750\end{align*}$
    $\quad$
  3. Pour nombre réel $x$ apartenant à l’intervalle $[1;10]$ on a :
    $\begin{align*} B'(x)&=-15\times 3x^2+120\times 2x+180 \\
    &=-45x^2+240x+180\end{align*}$
    $\quad$
  4. a. On considère le trinôme $-45x^2+240x+180$ où $a=-45$, $b=240$ et $c=180$.
    Le discriminant est $\Delta = 240^2-4\times (-45)\times 180=90~000>0$
    Les racines sont donc :
    $x_1=\dfrac{-240-\sqrt{90~000}}{-90}=6$ et $x_2=\dfrac{-240-\sqrt{90~000}}{-90}=-\dfrac{2}{3}$.
    $a=-45<0$
    Cela signifie donc que le trinôme est strictement négatif sur $\left]-\infty;-\dfrac{2}{3}\right[\cup]6;+\infty[$, nul en $-\dfrac{2}{3}$ et $6$ et strictement positif sur $\left]-\dfrac{2}{3};6\right[$.
    $\quad$
    b. Si l’on restreint cette étude à l’intervalle $[1;10]$ on obtient que :
    $B'(x)>0$ sur l’intervalle $[0;6[$;
    $B'(6)=0$;
    $B'(x)<0$ sur l’intervalle $]6;+\infty[$.
    $\quad$
  5. On obtient le tableau de variations suivant :

    $\quad$
  6. Le bénéfice est maximal quand l’entreprise produit $6$ kilomètres de tissu. Ce bénéfice vaut $1~410$ euros.
    $\quad$

Ex 4

Exercice 4

Partie A : étude d’un premier modèle

  1. Voir le graphique de la question 2.b.
    $\quad$
  2. a. À l’aide de la calculatrice on obtient l’équation suivante $y=2,42x+18,14$.
    $\quad$
    b. On obtient le graphique suivant :

    $\quad$
  3. En 2020 on a $x=10$.
    Graphiquement, le point d’abscisse $10$ de la droite a une ordonnée environ égale à $42$.
    Le chiffre d’affaires de cette entreprise en 2020 sera d’environ $42$ millions d’euros selon ce modèle.
    $\quad$

Partie B : étude d’un second modèle

  1. Le taux d’évolution global du chiffre d’affaires de l’entreprise entre 2010 et 2016 est $t=\dfrac{32,4-18,3}{18,3}\approx 0,7705$ donc $t \approx 77,05\%$.
    $\quad$
  2. On appelle $x$ le taux d’évolution moyen annuel entre 2010 et 2016.
    On a donc :
    $\begin{align*} \left(1+\dfrac{x}{100}\right)^6=1,7705&\ssi 1+\dfrac{x}{100}=1,7705^{1/6} \\
    &\ssi \dfrac{x}{100}=1,7705^{1/6}-1\\
    &\ssi x=100\left(1,7705^{1/6}-1\right) \end{align*}$
    donc $x\approx 10\%$.
    $\quad$
  3. Selon ce modèle le chiffre d’affaires de l’entreprise en 2020 sera de $32,4\times 1,1^4\approx 47$ millions d’euros.
    $\quad$

 

 

 

Énoncé

Exercice 1     4 points

Cet exercice est un Questionnaire à Choix Multiples (QCM).
Pour chaque question, une et une seule réponse est exacte.
Une réponse juste rapporte un point tandis qu’une réponse fausse ou une absence de réponse ne rapporte ni n’enlève de point.
Recopier sur la copie le numéro de la question et la lettre correspondant à la réponse choisie.
Aucune justification n’est demandée.

  1. Soit $X$ une variable aléatoire qui suit la loi normale de paramètres $\mu= 12$ et $\sigma = 2$.
    Quelle est la valeur de la probabilité $P(X \pg 14)$ arrondie au centième ?
    A. $0,16$
    B. $0,20$
    C. $0,80$
    D. $0,84$
    $\quad$
  2. Un candidat aux élections municipales a fait réaliser un sondage auprès de $400$ électeurs. $112$ de ces $400$ électeurs ont affirmé vouloir voter pour ce candidat. Un intervalle de confiance au seuil de $95 \%$ dans lequel devrait se trouver la proportion d’électeurs votant pour le candidat aux élections municipales est :
    A. $[0,230 ; 0,330]$
    B. $[0,277 ; 0,283]$
    C. $[0,307 ; 0,407]$
    D. $[0,354 ; 0,360]$
    $\quad$
  3. Soit $\left(V_n\right)$ la suite géométrique de raison $q=1,2$ et de premier terme $V_1=6$.
    Quelle est la valeur de $V_6$ arrondie au dixième ?
    A. $12,0$
    B. $13,2$
    C. $14,9$
    D. $17,9$
    $\quad$
  4. On considère l’algorithme suivant. Quelle est la valeur de $n$ à la fin de cet algorithme ? $$\begin{array}{|l|}
    \hline
    n\leftarrow 1\\
    V\leftarrow 6\\
    \text{Tant que }V<31\\
    \hspace{1cm} n\leftarrow n+1\\
    \hspace{1cm} V\leftarrow V\times 1,2\\
    \text{Fin Tant que}\\
    \hline
    \end{array}$$
    A. $9$
    B. $10$
    C. $11$
    D. $12$
    $\quad$
  5. Soit $\left(U_n\right)$ la suite arithmétique de raison $3$ et telle que $U_4=81$.
    Le premier terme $U_0$ de la suite $\left(U_n\right)$ est :
    A. $1$
    B. $3$
    C. $69$
    D. $72$
    $\quad$

$\quad$

Exercice 2     5 points

Les parties A et B de cet exercice sont indépendantes

Partie A

Deux ateliers A et B fabriquent des stylos pour une entreprise.
L’atelier A fabrique $60\%$ des stylos, et parmi ceux-là, $5\%$ possèdent un défaut de fabrication.
De plus, $1\%$ des stylos possèdent un défaut de fabrication et sortent de l’atelier B.
Un stylo est prélevé au hasard dans le stock de l’entreprise.
On considère les événements suivants :

$\qquad$ $A$ : « Le stylo a été fabriqué par l’atelier A »
$\qquad$ $B$ : « Le stylo a été fabriqué par l’atelier B »
$\qquad$ $D$ : « Le stylo possède un défaut de fabrication »

  1. Donner les probabilités $P(A)$, $P(B)$, $P_A(D)$ et $P(B\cap D)$.
    On pourra s’appuyer sur un arbre de probabilités que l’on complètera au fur et à mesure pour répondre aux questions suivantes.
    $\quad$
  2. a. Calculer la probabilité qu’un stylo provienne de l’atelier A et possède un défaut de fabrication.
    $\quad$
    b. En déduire que la probabilité qu’un stylo possède un défaut de fabrication est de $0,04$.
    $\quad$
  3. On prélève un stylo au hasard dans l’atelier B. Quelle est la probabilité qu’il possède un défaut ?
    $\quad$

Partie B

Dans cette partie, on suppose que $4\%$ des stylos possèdent un défaut de fabrication.
L’entreprise confectionne des paquets contenant chacun $25$ stylos.
Le fait qu’un stylo possède ou non un défaut de fabrication est indépendant des autres stylos.
On appelle $X$ la variable aléatoire donnant pour un paquet le nombre de stylos qui possèdent un défaut de fabrication.
On admet que la variable aléatoire $X$ suit une loi binomiale.

  1. Préciser les paramètres de cette loi binomiale.
    $\quad$
  2. Le directeur de l’entreprise affirme qu’il y a plus d’une chance sur deux qu’un paquet ne comporte
    aucun stylo défectueux. A-t-il raison ?
    $\quad$

$\quad$

Exercice 3     6 points

Une entreprise fabrique chaque jour des rouleaux de tissu en coton.
La production quotidienne varie entre $1$ et $10$ kilomètres de tissu.
On note $x$ la production de tissu en kilomètres.
Le coût total de production, exprimé en euros, de $x$ kilomètres de tissu est donné par la fonction $C$ définie pour $x$ appartenant à $[1 ; 10]$ par : $C(x)=15x^3-120x^2+500x+750$$

Partie A : lectures graphiques

On appelle coût moyen de production la fonction $C_m$  définie sur l’intervalle $[1 ; 10]$ par : $$C_m(x)=\dfrac{C(x)}{x}$$
La représentation graphique de la fonction $C_m$ est donnée ci-dessous.

  1. Donner par lecture graphique une valeur approchée de $C_m(7)$.
    $\quad$
  2. À l’aide de la représentation graphique, donner le tableau de variations de $C_m$ sur $[1 ; 10]$.
    $\quad$
  3. Déterminer par lecture graphique combien de kilomètres de tissu l’entreprise doit fabriquer pour que le coût moyen de production soit minimal.
    $\quad$

Partie B : étude du bénéfice

On suppose que l’entreprise vend chaque jour sa production journalière.
Le prix de vente d’un kilomètre de tissu est de $680$ €.
On rappelle que le nombre de kilomètres de tissu $x$ fabriqués varie chaque jour entre $1$ et $10$.
On note $R(x)$ la recette, exprimée en euros, correspondant à la vente de $x$ kilomètres de tissu.
On note $B(x)$ le bénéfice, exprimé en euros, réalisé par l’entreprise pour la vente de $x$ kilomètres de tissu.

  1. Exprimer $R(x)$ en fonction de $x$.
    $\quad$
  2. Justifier que l’expression de $B(x)$ en fonction de $x$ est : $B(x)=-15x^3+120x^2+180x-750$.
    $\quad$
  3. On note $B’$ la fonction dérivée de la fonction $B$. Pour tout nombre réel $x$ appartenant à l’intervalle $[1 ; 10]$, calculer $B'(x)$.
    $\quad$
  4. a. Étudier pour tout $x$ réel le signe du trinôme $-45x^2+240x+180$.
    $\quad$
    b. En déduire le signe de la fonction $B’$ sur l’intervalle $[1 ; 10]$.
    $\quad$
  5. En utilisant la question précédente, donner le tableau de variations complet de la fonction $B$ sur l’intervalle $[1 ; 10]$.
    $\quad$
  6. Déterminer le nombre de kilomètres de tissu que l’entreprise doit produire et vendre chaque jour pour que le bénéfice réalisé soit maximal. Que vaut ce bénéfice maximal ?
    $\quad$

$\quad$

Exercice 4     4 points

Le tableau suivant donne le chiffre d’affaires mondial d’une entreprise entre 2010 et 2016 en millions d’euros.

$$\begin{array}{|l|c|c|c|c|c|c|}
\hline
\text{ Année}& 2010& 2011& 2012& 2013& 2014& 2015& 2016\\
\hline
\text{ Rang de l’année }x_i& 0& 1& 2& 3& 4& 5& 6\\
\hline
\begin{array}{l} \text{Chiffre d’affaires }y_i\\\text{(en millions d’euros)}\end{array}& 18,3& 20,1& 23,3& 25,3& 27,8& 30,6& 32,4\\
\hline
\end{array}$$

Partie A : étude d’un premier modèle

  1. Sur le graphique donné en annexe à rendre avec la copie, représenter le nuage de points de coordonnées $\left(x_i;y_i\right)$ pour $i$ variant de $0$ à $6$.
    $\quad$
  2. a. À l’aide de la calculatrice, donner une équation de la droite d’ajustement affine de $y$ en $x$ obtenue par la méthode des moindres carrés. Les coefficients seront arrondis au centième.
    $\quad$
    Dans la suite, on choisit la droite $d$ d’équation $y=2,4x+18,1$ comme ajustement affine du nuage
    de points.
    $\quad$
    b. Tracer la droite $d$ sur le même graphique donné en annexe.
    $\quad$
  3. En supposant que cet ajustement demeure valable pendant plusieurs années, donner par lecture graphique le chiffre d’affaires de cette entreprise en 2020. Arrondir au million près.
    $\quad$

Partie B : étude d’un second modèle

  1. Déterminer, à l’aide du tableau, le taux d’évolution global du chiffre d’affaires de l’entreprise entre 2010 et 2016. On exprimera le résultat en pourcentage arrondi au centième.
    $\quad$
  2. Déterminer le taux d’évolution moyen annuel entre 2010 et 2016, exprimé en pourcentage arrondi à l’entier le plus proche.
    $\quad$
  3. On suppose que le taux d’évolution annuel sera de $10\%$ entre 2016 et 2020. Estimer le chiffre d’affaires de l’entreprise en 2020. Arrondir au million près.
    $\quad$

Annexe

$\quad$