E3C – Séries technologiques – Automatismes – Janvier 2020

E3C – Automatismes

Séries technologiques

  1. Calculer la masse correspondant à $\dfrac{2}{3}$ de $240$ grammes.
    $\quad$
    Correction Question 1

    $\dfrac{2}{3} \times 240 = 2\times 80=160$.
    Cela correspond donc à $160$ g.
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
  2. Compléter : « augmenter de $0,3 \%$ revient à multiplier par …… »
    $\quad$
    Correction Question 2

    Cela revient à multiplier par $1+\dfrac{0,3}{100}=1,003$.
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
  3. Compléter : « diminuer de …… $\%$ revient à multiplier par $0,86$ »
    $\quad$
    Correction Question 3

    $0,86=1-0,14$
    Donc « diminuer de $14\%$ revient à multiplier par $0,86$ »
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
  4. Des mesures annuelles ont été relevées dans le tableau suivant :
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|}
    \hline
    \text{années}&2015&2016&2017\\
    \hline
    \text{mesures}&&5,00&4,00\\
    \hline
    \end{array}$$
    a. Déterminer le taux d’évolution des mesures entre 2016 et 2017.
    $\quad$
    Correction Question 4.a.

    On a $\dfrac{4,00-5,00}{5,00}=-0,2$
    Il s’agit donc d’une baisse de $20\%$.
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
    b. Sachant que le taux de 2015 à 2016 est $+25 \%$, calculer la mesure en 2015.
    $\quad$
    Correction Question 4.b.

    On appelle $x$ la mesure en 2015.
    On a donc $x\left(1+\dfrac{25}{100}\right)=5,00$
    Soit $1,25x=5,00$ et par conséquent $x=\dfrac{5,00}{1,25}=4,00$
    $\quad$.

    [collapse]

    $\quad$

    $\quad$

  5. Déterminer le taux global d’une hausse de $10 \%$ suivie d’une baisse de $20 \%$.
    $\quad$
    Correction Question 5

    Le coefficient multiplicateur global est :
    $\begin{align*} m&=\left(1+\dfrac{10}{100}\right)\left(1-\dfrac{20}{100}\right) \\
    &=1,1\times 0,8 \\
    &=0,88\\
    &=1-0,12\end{align*}$
    Il s’agit donc d’une baisse de $12\%$ soit un taux globale de $-12\%$.
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
  6. Résoudre $2x-(2-x)=7$.
    $\quad$
    Correction Question 6

    $2x-(2-x)=7\ssi 2x-2+x=7 \ssi 3x=9\ssi x=3$
    La solution de l’équation est $3$.
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
  7. Résoudre $(x+3)^2-8=0$.
    $\quad$
    Correction Question 7

    $(x+3)^2-8=0 \ssi x^2+6x+9-8=0\ssi
    x^2+6x+1=0$
    Le discriminant est $\Delta=36-4=32>0$
    Les solutions sont donc $\dfrac{-6-\sqrt{32}}{2}$ et $\dfrac{-6+\sqrt{32}}{2}$.
    $\quad$
    Autre méthode
    $(x+3)^2-8=0 \ssi (x+3)^2=8 \ssi x+3=\sqrt{8}$ ou $x+3=-\sqrt{8}$ $\ssi x=-3+\sqrt{8}$ ou $x=-3-\sqrt{8}$
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
  8. Etudier le signe de $f(x)=4+3x$.
    $\quad$
    Correction Question 8

    $4+3x=0 \ssi 3x=-4 \ssi x=-\dfrac{4}{3}$
    $4+3x>0 \ssi 3x>-4 \ssi x>-\dfrac{4}{3}$
    Ainsi :
    – sur $\left]-\infty;-\dfrac{4}{3}\right[$ on a $f(x)<0$;
    – $f\left(-\dfrac{4}{3}\right)=0$;
    – sur $\left]-\dfrac{4}{3};+\infty\right[$ on a $f(x)>0$.
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$
  9. Etudier le signe de $h(x)=2x(5-2x)$.
    $\quad$
    Correction Question 9

    Un produit de facteurs est nul si, et seulement si, un de ses facteurs au moins est nul.
    $2x=0 \ssi x=0$
    $5-2x=0 \ssi -2x=-5 \ssi x=\dfrac{5}{2}$
    De plus $h(x)=10x-4x^2$
    $h$ est une fonction du second degré dont le coefficient principal est $a=-4<0$.
    Par conséquent :
    – sur $]-\infty;0[\cup\left]\dfrac{5}{2};+\infty\right[$ on a $h(x)<0$;
    – $h(0)=0$ et $h\left(\dfrac{5}{2}\right)=0$;
    – sur $\left]0;\dfrac{5}{2}\right[$ on a $h(x)>0$.
    $\quad$
    Remarque : On pouvait également réaliser un tableau de signes pour répondre à la question.
    $\quad$

    [collapse]

    $\quad$

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E3C – Séries technologiques – Fonctions – Janvier 2020

E3C – Fonctions

Séries technologiques

Une chaîne de montage est constituée d’un tapis roulant et d’un plateau mobile verticalement sur lequel est placée une masse $m$.
On modélise la hauteur du plateau (en centimètres), à l’instant $t$ (en secondes) par la fonction $f$ définie sur $[0; 25]$ par : $f(t)=165-0,15t^2$.

 

  1. Calculer la hauteur du plateau au départ, c’est-à-dire à l’instant $t=0$ seconde.
    $\quad$
  2. a. Quelle est la nature de la courbe représentative de la fonction $f$ dans un repère orthonormé?
    $\quad$
    b. Déterminer la hauteur maximale du plateau et le temps auquel cette hauteur maximale est atteinte.
    $\quad$
  3. La hauteur du tapis roulant est $95$ cm. Déterminer à quel temps $t$, à $0,1$ seconde près, le plateau est à hauteur du tapis.
    $\quad$
  4. Sur le graphique donné en annexe on a placé les points $A$ et $B$ de la courbe représentative de la fonction $f$ d’abscisses respectives $25$ et $20$.
    Déterminer la pente de la droite $(AB)$.
    $\quad$

Annexe

 

$\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On a $f(0)=165$.
    Le plateau est situé à $165$ cm de haut au départ.
    $\quad$
  2. a. $f$ est une fonction du second degré. Elle est donc représentée par une parabole.
    $\quad$
    b. Le coefficient principal de la fonction $f$ est $a=-0,15<0$.
    Ainsi $f$ admet un maximum en $t_0=-\dfrac{b}{2a}=0$.
    La hauteur maximale du plateau est donc de $165$ cm. Elle est atteinte à l’instant $t=0$ seconde.
    $\quad$
  3. On veut résoudre l’équation :
    $\begin{align*} f(t)=95&\ssi 165-0,15t^2=95 \\
    &\ssi -0,15t^2=-70 \\
    &\ssi t^2=\dfrac{70}{0,15}\end{align*}$
    Puisque $t\in [0;25]$ alors la solution de l’équation est $\sqrt{\dfrac{70}{0,15}} \approx 21,6$.
    Le plateau est à la hauteur du tapis environ à l’instant $t=21,6$ seconde.
    $\quad$
  4. Graphiquement le point A a pour coordonnées $(25;71)$ et $B$ a pour coordonnées $(20;105)$.
    Ainsi la pente de la droite $(AB)$ est $\dfrac{105-71}{20-25}=-6,8$.
    $\quad$

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$\quad$

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E3C – Séries technologiques – Fonctions – Janvier 2020

E3C – Fonctions

Séries technologiques

Un artisan produit des vases en terre cuite. Sa capacité de production est limitée à $60$ vases.
Le coût de production, en euros, dépend du nombre de vases produits.
Ce coût de production peut être modélisé par la fonction $C$ définie sur l’intervalle $[0 ; 60]$ par $$C(x)=x^2-10x+500$$

Un vase est vendu $50$ €. Les recettes, qui dépendent du nombre de vases produits et vendus, sont modélisées par une fonction $R$ définie sur l’intervalle $[0 ; 60]$.

  1. Calculer le coût et la recette réalisés lorsque l’artisan produit et vend $50$ vases.
    $\quad$
  2. Exprimer $R(𝑥)$ en fonction de $x$.
    $\quad$
  3. Le résultat, en euro, réalisé par l’artisan est modélisé par la fonction $B$ définie sur l’intervalle $[0 ; 60]$ par $B(x) = R(x)-C(x)$.
    a. Vérifier que $B(𝑥) = -(𝑥-10)(x-50)$.
    $\quad$
    b. Déterminer le nombre de vases à produire et à vendre pour que l’artisan réalise des bénéfices (c’est-à-dire pour que le résultat $B(x)$ soit positif).
    $\quad$
  4. On note $B’$ la fonction dérivée de la fonction $B$ sur l’intervalle $[0 ; 60]$.
    a. Déterminer $B'(x)$.
    $\quad$
    b. Dresser le tableau de variations de la fonction $B$ sur l’intervalle $[0 ; 60]$ et en déduire le nombre de vases à vendre pour réaliser un bénéfice maximum.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On a :
    $\begin{align*} C(50)&=50^2-10\times 50+500 \\
    &=2~500\end{align*}$
    et $R(50)=50\times 50=2~500$.
    Le coût de fabrication de $50$ vases est de $2~500$ € et la recette réalisée est également de $2~500$ €.
    $\quad$
  2. Pour tout $x\in [0;60]$ on a $R(x)=50x$.
    $\quad$
  3. a. Pour tout $x\in [0;60]$ on a d’une part :
    $\begin{align*} B(x)&=R(x)-C(x) \\
    &=50x-x^2+10x-500 \\
    &=-x^2+60x-500\end{align*}$
    D’autre part :
    $\begin{align*} -(x-10)(x-50)&=-\left(x^2-50x-10x+500\right)\\
    &=-\left(x^2-60x+500\right)\\
    &=-x^2+60x-500\end{align*}$
    Par conséquent $B(x)=-(x-10)(x-50)$.
    $\quad$
    b. $B(x)$ est un polynôme du second degré dont les racines sont $10$ et $50$ et le coefficient principal $a=-1$.
    Par conséquent $B(x)\pg 0$ sur l’intervalle $[10;50]$.
    Il faut donc produire entre $10$ et $50$ vases pour réaliser des bénéfices.
    $\quad$
  4. a. Pour tout $x\in [0;50]$ on a $B(x)=-x^2+60x-500$
    Donc : $B'(x)=-2x+60$.
    $\quad$
    b. $B'(x)=0 \ssi -2x+60=0 \ssi -2x=-60 \ssi x=30$
    $B'(x)>0 \ssi -2x+60>0\ssi -2x>-60 \ssi x<30$
    On obtient donc le tableau de variations suivant :

    On en déduit donc qu’il faut vendre $30$ vases pour réaliser un bénéfice maximum.
    $\quad$

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$\quad$

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E3C – Fonctions

Séries technologiques

Soit $f$ une fonction polynôme du second degré, définie sur $\R$ et représentée par la parabole ci-dessous.

  1. Par lecture graphique :
    a. Donner l’image de $0$ par $f$.
    $\quad$
    b. Déterminer les racines de la fonction $f$.
    $\quad$
    c. Donner le nombre de solutions de l’équation $f(x)=1$.
    $\quad$
  2. Expliquer pourquoi $f(x)$ peut s’écrire sous la forme $2(x+1)(x-2)$.
    $\quad$
  3. Pour trouver un encadrement de la solution de l’équation $f(x)=1$ dans l’intervalle $[2;3]$ on a écrit les fonctions Python ci-dessous.
    $$\begin{array}{|cl|}
    \hline
    1&\text{def f(x):}\\
    2&\quad \text{return 2*(x+1)*(x-2)}\\
    3&\text{def balayage(pas):}\\
    4&\quad \text{x=2}\\
    5&\quad \text{while f(x)<1:}\\
    6&\qquad \text{x=x+pas}\\
    7&\quad \text{return (x-pas,x)}\\
    \hline
    \end{array}$$
    Par exemple, l’appel $\text{balayage(1)}$ renvoie le résultat $(2,3)$:
    $$\begin{array}{|l|}
    \hline
    >>>~~\text{balayage(1)}\\
    (2,3)\\
    \hline\end{array}$$
    L’instruction $\text{balayage(0.0001)}$ renvoie le résultat $(2.1583,2.1584)$.
    Que signifie ce résultat?
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. Graphiquement on lit que $f(0)=-4$.
    $\quad$
    b. Graphiquement les racines de la fonction $f$ sont $-1$ et $2$.
    $\quad$
    c. Graphiquement, l’équation $f(x)=1$ possède deux solutions.
    $\quad$
  2. $-1$ et $2$ semblent être les racines de la fonction du second degré $f$.
    Pour tout réel $x$ on peut donc écrire $f(x)=a\left(x-(-1)\right)(x-2)$ soit $f(x)=a(x+1)(x-2)$.
    Ainsi $f(0)=a\times -2$.
    Or $f(0)=-4$ donc $-2a=-4$ soit $a=2$.
    Par conséquent $f(x)=2(x+1)(x-2)$.
    $\quad$
  3. Cela signifie qu’un encadrement à $0,000~1$ près de la solution de l’équation $f(x)=1$ dans l’intervalle $[2;3]$ est $[2,158~3;2,158~4]$.
    $\quad$

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$\quad$

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Séries technologiques

On veut construire une cuve métallique sans couvercle, à partir d’une plaque carrée de $3$ mètres de côté À chaque coin de la plaque métallique, on découpe un carré de côté $x$ mètres, où $x$ est un nombre réel appartenant à l’intervalle $[0 ; 1,5]$. En pliant et en soudant, on obtient une cuve sans couvercle de volume $V(x)$ exprimé en m$^3$.

  1. a. Montrer que l’aire du carré $ABCD$ représenté sur la figure ci-dessus peut s’écrire sous la forme $(3-2x)^2$.
    $\quad$
    b. Montrer que le volume $V(x)$ de la cuve, exprimé en m$^3$, peut s’écrire sous la forme $V(x)=4x^3-12x^2+9x$.
    $\quad$
  2. On note $V’$ la fonction dérivée de $V$.
    a. Calculer $V'(x)$ puis vérifier que $V'(0,5) = 0$ et $V'(1,5)= 0$.
    $\quad$
    b. En déduire les variations de $V$ sur l’intervalle $[0 ; 1,5]$.
    $\quad$
    c. Pour quelle valeur de $x$ le volume de la cuve est-il maximal ?
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. On a $AB=(3-x-x)=(3-2x)$.
    Par conséquent l’aire du carré $ABCD$ est égale à $(3-2x)^2$.
    $\quad$
    b. Le volume de la cuve est :
    $\begin{align*} V(x)=x\times (3-2x)^2 \\
    &=x\left(9-2\times 3\times 2x+(2x)^2\right)\\
    &=x\left(9-12x+4x^2\right)\\
    &=4x^3-12x^2+9x\end{align*}$
    $\quad$
  2. a. On a :
    $\begin{align*} V'(x)&=4\times 3x^2-12\times 2x+9 \\
    &=12x^2-24x+9\end{align*}$
    Ainsi :
    $\begin{align*} V'(0,5)&=12\times 0,5^2-24\times 0,5+9\\
    &=3-12+9\\
    &=0\end{align*}$
    et
    $\begin{align*} V'(1,5)&=12\times 1,5^2-24\times 1,5+9\\
    &=27-36+9\\
    &=0\end{align*}$
    $\quad$
    b. $V'(x)$ est un polynôme du second degré dont le coefficient principal est $a=12>0$ et dont les racines sont $0,5$ et $1,5$.
    Ainsi $V'(x)<0$ sur $]0,5;1,5[$ et $V'(x)>0$ sur $[0;0,5[$
    La fonction $V$ est donc croissante sur l’intervalle $[0;0,5]$ et décroissante sur l’intervalle $[0,5;1,5]$.
    Elle atteint ainsi son maximum en $0,5$.
    Le volume de la cuve est donc maximal quand $x=0,5$.
    $\quad$

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$\quad$

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E3C – Séries technologiques – Fonctions – Janvier 2020

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Séries technologiques

Une société d’autoroute s’intéresse à l’affluence quotidienne de véhicules au niveau d’un péage.
Des observations menées entre $14$h et $23$h aboutissent au nuage de points ci-dessous représentant le nombre de véhicules présents au péage selon l’heure d’observation.

  1. Pourquoi semble-t-il pertinent de modéliser l’affluence au péage en fonction du temps par une fonction polynôme du second degré ?

Pour la suite, on décide de modéliser le nombre de véhicules présents au péage en fonction de l’heure de la journée $t$, par la fonction définie sur l’intervalle $[14 ; 23]$ par : $$f(t) = -2t^2+74t-600$$

  1. Selon ce modèle, combien de voitures seront présentes au péage à $20$h$00$ ?
    $\quad$
  2. Toujours selon ce modèle, à quelle heure de la demi-journée l’affluence au péage sera–t-elle maximale ? Quel sera alors le nombre de voitures présentes au péage ?

Pour l’affluence du début de journée (entre $t = 0$ et $t = 12$), le modèle choisi est la fonction $g$ définie sur $[0 ; 12]$ par $g(t) = -0,3t^3+5,2t^2-17,3t+18,6$ dont la courbe est fournie en annexe.
Le responsable du péage sait que lorsque l’affluence dépasse $40$ véhicules, il lui est nécessaire pour fluidifier le trafic, d’ouvrir toutes les voies de paiement.

  1. À quelle heure, à $10$ minutes près, l’affluence est-elle maximale en début de journée ? Combien de véhicules sont présents au péage à cet instant ?
    $\quad$
  2. Déterminer, avec la précision permise par le graphique, la tranche horaire durant laquelle toutes les voies doivent être ouvertes.
    $\quad$

Annexe

Le graphique original ne correspondait à la fonction donnée. 

$\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. Les points du graphique semblent être placés sur une parabole. Il semble donc judicieux de modéliser l’affluence au péage par une fonction polynôme du second degré.
    $\quad$
  2. $f(20)=80$
    Selon ce modèle, $80$ voitures seront présentes au péage à $20$h$00$.
    $\quad$
  3. Le coefficient principal de la fonction $f$ est $a=-2<0$.
    La fonction $f$ admet donc un maximum atteint pour $x=-\dfrac{b}{2a}=18,5$.
    $f(18,5)=84,5$
    Selon ce modèle, l’affluence au péage sera maximale à $18$h$30$. Environ $85$ voitures seront alors présentes au péage.
    $\quad$
  4. D’après le graphique, l’affluence semble être maximale à environ $9$h$30$.
    Il y a alors environ $66$ voitures au péage à cet instant.
    $\quad$
  5. D’après le graphique, il faut ouvrir toutes les voies entre $6$h$15$ et $12$h.
    $\quad$

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$\quad$

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Soit $f$ la fonction définie sur $[0;60~000]$ par $f(x)=-0,01(x-5~000)(x-50~000)$.
Sa représentation graphique est donnée ci-dessous.

  1. a. Développe et réduire $f(x)$.
    $\quad$
    b. En quelle valeur de $x$ le maximum de$f$𝑓 est-il atteint?
    $\quad$
  2. En 2022, une entreprise de l’agroalimentaire bio prévoit de produire $60~ 000$ tonnes d’un nouveau produit et de le vendre $800$ € la tonne. On estime que toute la production sera vendue et que le coût total de production, en euros, de $x$ tonnes de produit est $C(x)=0,01x^2+250x+2~500~000$.
    a. Exprimer la recette en euros pour 𝑥 tonnes de produit vendues.
    $\quad$
    b. En déduire que le bénéfice en euros pour $x$ tonnes de produit fabriquées et vendues est $B(x) = -0,01x^2+550x-2~500~000$, pour tout $x$ de $[0 ; 60~000]$.
    Remarque : Il y avait une coquille dans l’expression de $B(x)$ dans l’énoncé original.
    $\quad$
    c. Quelle quantité de produit l’entreprise doit-elle produire et vendre pour réaliser un bénéfice maximal ? Combien vaut ce bénéfice ?
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a.
    $\begin{align*} f(x)&=-0,01(x-5~000)(x-50~000)\\
    &=-0,01\left(x^2-50~000x-5~000x+250~000~000\right)\\
    &=-0,01\left(x^2-55~000x+250~000~000\right)\\
    &=-0,01x^2+550x-2~500~000\end{align*}$
    $\quad$
    b. Le maximum d’une fonction polynôme du second degré est atteint pour $x=-\dfrac{b}{2a}$ soit ici pour $x=\dfrac{550}{0,02}=27~500$.
    $\quad$
  2. a. Pour $x$ tonnes de produit vendues la recette est égale à $800x$.
    $\quad$
    b. Le bénéfice est alors :
    $\begin{align*} B(x)&=800x-C(x)\\
    &=800x-0,01x^2-250x-2~500~000\\
    &=-0,01x^2+550x-2~500~000\end{align*}$
    $\quad$
    c. On a ainsi $B(x)=f(x)$.
    L’entreprise doit donc produire et vendre $27~500$ tonnes de produit pour réaliser un bénéfice maximal.
    De plus $B(27~000)=5~062~500$
    Le bénéfice maximal est alors égale à $5~062~500$ €.
    $\quad$

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$\quad$

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Séries technologiques

Soit $g$ la fonction définie sur $\R$ par : $$g(x) = 0,5(x + 1)(x-3)$$

  1. a. Quelle est la nature de la fonction $g$ et celle de sa représentation graphique ?
    $\quad$
    b. Résoudre l’équation $g(x) = 0$.
    $\quad$
    c. En déduire la valeur pour laquelle $g$ admet un extremum.
    On précisera si cet extremum est un maximum ou un minimum en argumentant et on calculera sa valeur.
    $\quad$
  2. On a tracé en annexe la représentation graphique de la fonction $g$.
    Résoudre graphiquement l’équation $g(x) = 2$. On laissera sur le graphique les traces de raisonnement.
    $\quad$
  3. On appelle $x_1$ la solution de l’équation $g(x) = 2$ appartenant à l’intervalle $[-2; -1]$ et $x_2$ la solution appartenant à l’intervalle $[3; 4]$. On cherche à déterminer un encadrement de $x_2$ d’amplitude $10^{-n}$.
    Pour cela on a écrit l’algorithme ci-contre en langage Python
    $$\begin{array}{|l|}
    \hline
    \textcolor{blue}{\textbf{def }} \textcolor{Emerald}{\text{g}}\textcolor{Maroon}{(}\text{x}\textcolor{Maroon}{):} \\
    \hspace{1cm} \textcolor{blue}{\textbf{return }}\textcolor{Emerald}{0.5}\textcolor{Maroon}{*(}\text{x}\textcolor{Maroon}{+}\textcolor{Emerald}{1}\textcolor{Maroon}{)*(}\text{x}\textcolor{Maroon}{-}\textcolor{Emerald}{3}\textcolor{Maroon}{)}\\\\
    \textcolor{blue}{\textbf{def }} \textcolor{Emerald}{\text{balayage}}\textcolor{Maroon}{(}\text{n}\textcolor{Maroon}{):} \\
    \hspace{1cm} \text{x}\textcolor{Maroon}{=}\textcolor{Emerald}{3}\\
    \hspace{1cm} \text{pas}\textcolor{Maroon}{=}\textcolor{Emerald}{10}\textcolor{Maroon}{**(-}\text{n}\textcolor{Maroon}{)}\\
    \hspace{1cm}\textcolor{blue}{\textbf{while }} \text{g}\textcolor{Maroon}{(}\text{x}\textcolor{Maroon}{)<}\textcolor{Emerald}{2}\textcolor{Maroon}{:} \\
    \hspace{2cm} \text{x}\textcolor{Maroon}{=}\text{x}\textcolor{Maroon}{+}\text{pas}\\
    \hspace{1cm} \textcolor{blue}{\textbf{return }}\textcolor{Maroon}{(}\text{x}\textcolor{Maroon}{-}\text{pas}\textcolor{Maroon}{,}\text{x}\textcolor{Maroon}{)}\\
    \hline
    \end{array}$$
    Que faut-il taper dans la console pour obtenir un encadrement de $x_2$ d’amplitude $0,001$ ?
    $\quad$

Annexe

$\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. Pour tout réel $x$ on a :
    $\begin{align*} g(x)&=0,5(x+1)(x-3)\\
    &=0,5\left(x^2-3x+x-3\right)\\
    &=0,5\left(x^2-2x-3\right)\\
    &=0,5x^2-x-1,5\end{align*}$
    $g$ est donc une fonction du second degré et sa représentation graphique est une parabole.
    $\quad$
    b. Un produit de facteurs est nul si, et seulement si, un de ses facteurs au moins est nul.
    Ainsi $g(x)=0 \ssi x+1=0$ ou $x-3=0$ $\ssi x=-1$ ou $x=3$.
    Les solutions de l’équation $g(x)=0$ sont donc $-1$ et $3$.
    $\quad$
    c. L’extremum est donc atteint pour $x=\dfrac{-1+3}{2}=1$.
    Le coefficient principal est $a=0,5>0$. Il s’agit donc d’un minimum.
    $g(1)=-2$.
    $\quad$
  2. À l’aide du graphique suivant

    on en déduit que, graphiquement, les solutions de l’équation $f(x)=2$ sont environ $-1,8$ et $3,8$.
    $\quad$
  3. Il faut saisir $\text{balayage(0.001)}$.
    $\quad$

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$\quad$

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E3C – Séries technologiques – Fonctions – Janvier 2020

E3C – Fonctions

Séries technologiques

Un athlète s’entraîne au lancer de javelot. Au moment du lancer, le lanceur tient le javelot de telle manière que la pointe se trouve à la hauteur du sommet de son crâne. Pendant sa course, on considère que les frottements qui s’exercent sur la pointe du javelot sont négligeables, et que le javelot n’est soumis qu’à son poids. La trajectoire de la pointe du javelot est donc modélisée par une parabole.

  1. Lors du premier essai de l’athlète, la trajectoire de la pointe du javelot est donnée par la fonction $f$ telle que $f(x)=-0,01x^2+0,57x+1,8$, où $x$ est la distance au sol en mètres parcourue par la pointe du javelot et $f(x)$ l’altitude, en mètres, de la pointe du javelot quand celle-ci se trouve à une distance au sol de $x$ mètres du lanceur. On donne ci-dessous la représentation graphique de $f$.
    a. Calculer $f(0)$. Quelle est la taille de l’athlète ?
    $\quad$
    b. Vérifier que $f(x)=-0,01(x+3)(x-60)$.
    $\quad$
    c. Quelle est la distance au sol totale parcourue par le javelot ?
    $\quad$
    d. Donner le tableau de variation de la fonction $f$ sur l’intervalle $[0 ; 60]$. La hauteur maximale atteinte par le javelot dépasse-t-elle $10$ m? Justifier.
    $\quad$
  2. Lors du deuxième essai, la pointe du javelot réalise une trajectoire décrite par la fonction $h$ telle que $h(x) = -0,01x^2+0,6x+1,8$, où $x$ est la distance au sol en mètres parcourue par la pointe du javelot et $h(x)$ l’altitude en mètres de la pointe du javelot quand celle-ci se trouve à une distance au sol de $x$ mètres du lanceur.
    On a écrit le script suivant en Python :
    $$\begin{array}{|l|}
    \hline
    \text{x=60}\\
    \text{for i in range(1,6):}\\
    \hspace{1cm} \text{print(” x= “,x , “h(x)=”,-0.01*x**2+0.6*x+1.8)}\\
    \hspace{1cm} \text{x=60+i}\\
    \hline
    \end{array}$$
    Lorsqu’on l’exécute, on obtient l’affichage suivant :
    $\qquad \text{x= 60 h(x)= 1.8}$
    $\qquad \text{x= 61 h(x)= 1.1900000000000006}$
    $\qquad \text{x= 62 h(x)= 0.559999999999998}$
    $\qquad \text{x= 63 h(x)= -0.09000000000000052}$
    $\qquad \text{x= 64 h(x)= -0.7600000000000022}$
    L’athlète a-t-il amélioré sa performance par rapport à son premier lancer ?
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. $f(0)=-0,01\times 0^2+0,57\times 0+1,8=1,8$
    L’athlète mesure donc $1,8$ m.
    $\quad$
    b. Pour tout réel $x$ on a :
    $\begin{align*} -0,01(x+3)(x-60)&=-0,01\left(x^2-60x+3x-180\right)\\
    &=-0,01\left(x^2-57x-180\right)\\
    &=-0,01x^2+0,57x+1,8\\
    &=f(x)\end{align*}$
    $\quad$
    c. $f(x)=0 \ssi x+3=0$ ou $x-60=0$ $\ssi x=-3$ ou $x=60$.
    Le javelot touche donc le sol après avoir parcouru $60$ mètres.
    $\quad$
    d. $f$ est une fonction du second degré dont le coefficient principal est $a=-0,01<0$.
    Son maximum est atteint en $-\dfrac{b}{2a}=28,5$.
    On obtient donc le tableau de variations suivant :

    La hauteur maximale est donc $9,922~5$ m. Elle ne dépasse donc pas $10$ m.
    $\quad$
  2. D’après le script $h$ s’annule pour $x\in ]62;63[$.
    La distance parcourue par le javelot est donc supérieure à $60$ m.
    L’athlète a donc amélioré sa performance par rapport à son premier lancer.
    $\quad$

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$\quad$

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E3C – Séries technologiques – Fonctions – Janvier 2020

E3C – Fonctions

Séries technologiques

En 2021, une entreprise compte produire au plus $60~000$ téléphones portables pour la France et les vendre $800$ € l’unité. On suppose que tous les téléphones produits sont vendus.

Le coût de production, en euros, est modélisé par la fonction $C$ définie sur $[0 ; 60~000]$ par : $$C(x) = 0,01x^2 + 250x + 2~500~000$$
où $x$ représente le nombre de téléphones fabriqués et vendus.

  1. a. Calculer $C(7~500)$. Interpréter le résultat obtenu.
    $\quad$
    b. Calculer le montant de la recette, en euros, que rapporte la vente de $7~500$ téléphones.
    En déduire le montant du bénéfice, en euros, pour $7~500$ téléphones vendus.
    $\quad$
  2. Montrer que, pour tout $x\in [0 ; 60~000]$, le bénéfice, en euros, est défini par : $$B(x) = -0,01𝑥^2 + 550𝑥-2~ 500~000$$
    où $x$ représente le nombre de téléphone fabriqués et vendus.
    $\quad$
  3. a. Étudier les variations de la fonction $B$ sur $[0 ; 60~000]$.
    $\quad$
    b. En déduire le nombre de téléphone que l’entreprise doit produire pour réaliser un bénéfice maximal. Donner la valeur ce bénéfice en euros.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. On a $C(7~500)=4~967~500$
    Le coût de production de $7~500$ téléphones s’élèvent à $4~967~500$ €.
    $\quad$
    b. La recette est alors $7~500\times 800=6~000~000$ €.
    $\quad$
  2. Pour tout $x\in[0;60~0000]$ on a :
    $\begin{align*} B(x)&=800x-C(x)\\
    &=800x-0,01x^2-250x-2~500~000\\
    &=-0,01x^2+550x-2~500~000\end{align*}$
    $\quad$
  3. a. $B(x)$ est un polynôme du second degré dont le coefficient principal est $a=-0,01<0$.
    Le maximum est atteint pour $x=-\dfrac{b}{2a}=27~500$.
    Ainsi la fonction $B$ est strictement croissante sur $[0;27~500]$ et strictement décroissante sur $[27~500;60~000]$.
    $\quad$
    b. Le bénéfice maximal est donc réalisé quand l’entreprise produit et vend $27~500$ téléphones.
    Le bénéfice maximal vaut alors $B(27~500)=5~062~500$.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

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