E3C2-Spécialité maths – QCM – 2020

QCM

E3C2 – 1ère

Cet exercice est un questionnaire à choix multiple (QCM).
Pour chacune des cinq questions, une seule des quatre réponses proposées est correcte.
Les questions sont indépendantes.
Pour chaque question, indiquer sur la copie le numéro de la question et recopier la lettre correspondant à la réponse choisie.
Aucune justification n’est demandée mais il peut être nécessaire d’effectuer des recherches au brouillon pour aider à déterminer la réponse.
Chaque réponse rapporte 1 point. Une réponse incorrecte ou une question sans réponse
n’apporte, ni ne retire de point.

Question 1

Soit $P$ une probabilité sur un univers $\Omega$ et $A$ et $B$ deux évènements indépendants tels que $P(A)= 0,5$ et $P(B) = 0,2$.
Alors $P(A\cup B)$ est égal à :

a. $0,1$
b. $0,7$
c. $0,6$
d. On ne peut pas savoir

$\quad$

Correction Question 1

$A$ et $B$ sont indépendants donc $P(A\cap B)=p(A)p(B)$.
Ainsi :
$\begin{align*} P(A\cup B)&=P(A)+p(B)-P(A\cap B)\\
&=P(A)+p(B)-P(A)P(B)\\
&=0,5+0,2-0,5\times 0,2\\
&=0,6\end{align*}$

Réponse c

$\quad$

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$\quad$

Question 2

La valeur arrondie au centième de $1+1,2+1,2^2+1,2^3+\ldots+1,2^{10}$ est :

a. $3,27$
b. $25,96$
c. $26,96$
d. $32,15$

$\quad$

Correction Question 2

Il s’agit de la somme de termes d’une suite géométrique.
$\begin{align*} S&=1+1,2+1,2^2+1,2^3+\ldots+1,2^{10} \\
&=\dfrac{1-1,2^{11}}{1-1,2}\\
&\approx 32,15\end{align*}$

Réponse d

$\quad$

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$\quad$

Question 3

Soit $f$ la fonction définie sur $\R$ par $f(x)=\dfrac{x}{\e^x}$.
Pour tout réel $x$, $f(x)$ est égal à :

a. $f(x)=\dfrac{\e^{-x}}{-x}$
b. $f(x)=x\e^{-x}$
c. $f(x)=-x\e^{-x}$
d. $f(x)=\dfrac{\e^{-x}}{x}$

$\quad$

Correction Question 3

Pour tout réel $x$ on a
$\begin{align*} f(x)&=\dfrac{x}{\e^x}\\
&=x\e^{-x}\end{align*}$

Réponse b

$\quad$

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$\quad$

$\quad$

Question 4

Soit $g$ la fonction définie sur $\R$ par $g(x)=(2x-5)\e^x$. On admet que $g$ est dérivable sur $\R$ et on note $g’$ sa fonction dérivée.
Alors pour tout réel $x$ , $g'(x)$ est égal à :

a. $(2x-3)\e^x$
b. $(-2x+7)\e^x$
c. $2\e^x$
d. $-5\e^x$

$\quad$

Correction Question 4

On utilise la formule de dérivation d’un produit avec $u(x)=2x-5$ et $v(x)=\e^x$

Pour tout réel $x$ on a :
$\begin{align*} g'(x)&=2\e^x+(2x-5)\e^x\\
&=(2+2x-5)\e^x\\
&=(2x-3)\e^x\end{align*}$

Réponse a

$\quad$

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$\quad$

Question 5

Le nombre $\dfrac{\e^3\times \e^{-5}}{\e^2}$ est égal à :

a. $-1$
b. $\e^{-15/2}$
c. $\dfrac{1}{\e^4}$
d. $\dfrac{3\e^{-5}}{2}$

$\quad$

Correction Question 5

$\begin{align*} \dfrac{\e^3\times \e^{-5}}{\e^2}&=\dfrac{\e^{3+(-5)}}{\e^2} \\
&=\dfrac{\e^{-2}}{\e^2}\\
&=\e^{-2-2}\\
&=\e^{-4}\\
&=\dfrac{1}{\e^4}\end{align*}$

Réponse c

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$\quad$

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E3C2-Spécialité maths – Suites – 2020

Suites

E3C2 – 1ère

Une banque propose un placement. Le compte est rémunéré et rapporte $5 \%$ par an. La banque prend des frais de gestion qui se montent à $12$ euros par an.

Ainsi, chaque année la somme sur le compte augmente de $5 \%$ puis la banque prélève $12$ euros.

Noémie place la somme de $1~000$ euros dans cette banque.

On appelle $u_n$ la somme disponible sur le compte en banque de Noémie après $n$ années, où $n$ désigne un entier naturel.

On a donc $u_0 = 1~000$ et pour tout entier naturel $n$ , $u_{n+1} = 1,05 u_n-12$.

  1. Avec un tableur on a calculé les premiers termes de la suite $\left(u_n\right)$ :

    a.
    Quelle formule a-t-on entrée dans la cellule $B3$ avant de l’étirer pour obtenir ces résultats ?
    $\quad$
    b. En utilisant les valeurs calculées de la suite, indiquer à Noémie combien de temps elle doit attendre pour que son placement lui rapporte $20 \%$.
    $\quad$

On pose $\left(v_n\right)$ la suite définie, pour tout entier naturel $n$, par $v_n=u_n-240$.

  1. Montrer que la suite $\left(v_n\right)$ est géométrique de raison $1,05$.
    $\quad$
  2. Exprimer $v_n$ puis $u_n$ en fonction de l’entier $n$.
    $\quad$
  3. Calculer à partir de cette dernière formule la somme disponible sur le compte en banque de Noémie après $20$ ans de placement.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. On a pu saisir la formule $=B2*1.05-12$
    $\quad$
    b. $1~000\times \left(1+\dfrac{20}{100}\right)=1~200$.
    Elle doit donc attendre $5$ ans avant que son placement lui rapporte $20\%$.
    $\quad$
  2. Pour tout entier naturel $n$ on a $v_n=u_n-240\ssi u_n=v_n+240$.
    $\begin{align*} v_{n+1}&=u_{n+1}-240\\
    &=1,05u_n-12-240\\
    &=1,05u_n-242\\
    &=1,05\left(v_n+240\right)-242\\
    &=1,05v_n+242-242\\
    &=1,05v_n\end{align*}$
    La suite $\left(v_n\right)$ est donc géométrique de raison $1,05$.
    Son premier terme est :
    $\begin{align*} v_0&=u_0-240\\
    &=1~000-240\\
    &=760\end{align*}$
    $\quad$
  3. Ainsi, pour tout entier naturel $n$, on a $v_n=760\times 1,05^n$ et
    $\begin{align*} u_n&=v_n+240\\
    &=760\times 1,05^n+240\end{align*}$
    $\quad$
  4. On a :
    $\begin{align*} u_{20}&=760\times 1,05^{20}+240\\
    &\approx 2~256,51\end{align*}$
    À partir de cette dernière formule Noémie disposera après 20 ans de placement d’environ $2~256,51$ €.
    $\quad$

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$\quad$

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E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

Dans cet exercice toutes les probabilités seront données sous forme décimale, arrondie au millième.

Une entreprise récupère des smartphones endommagés, les répare et les reconditionne afin de les revendre à prix réduit.

  • $45 \%$ des smartphones qu’elle récupère ont un écran cassé ;
  • parmi les smartphones ayant un écran cassé, $30 \%$ ont également une batterie
    défectueuse ;
  • par contre, seulement $20 \%$ des smartphones ayant un écran non cassé ont une batterie défectueuse.
  1. Un technicien chargé de réparer et reconditionner les smartphones de l’entreprise prend un smartphone au hasard dans le stock. On note :
    $\bullet$ $E$ l’événement : « Le smartphone choisi a un écran cassé. »
    $\bullet$ $B$ l’événement : « Le smartphone choisi a une batterie défectueuse. »
    a. Représenter la situation décrite ci-dessus par un arbre pondéré.
    $\quad$
    b. Démontrer que la probabilité que le smartphone choisi ait une batterie défectueuse est égale à $0,245$.
    $\quad$
    c. Sachant que le smartphone choisi a une batterie défectueuse, quelle est la probabilité qu’il ait un écran cassé ?
    $\quad$
  2. L’entreprise dépense $20$ € pour réparer et reconditionner chaque smartphone qu’elle récupère. Si l’écran est cassé, elle dépense $30$ € supplémentaires, et si la batterie est défectueuse, elle dépense $40$ € supplémentaires.
    On note $X$ la variable aléatoire égale au coût total de réparation et reconditionnement d’un smartphone choisi au hasard dans le stock.
    a. Recopier et compléter sur la copie (aucune justification n’est attendue) le tableau suivant pour donner la loi de probabilité de la variable aléatoire $X$.
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
    \hline
    x_i&20&50&\ldots&\ldots\\
    \hline
    P\left(X=x_i\right)&0,44&\ldots&\ldots&\ldots\\
    \hline
    \end{array}$$
    $\quad$
    b. L’entreprise doit réparer et reconditionner $500$ smartphones. Combien doit-elle s’attendre à dépenser ?
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. On obtient l’arbre pondéré suivant :

    $\quad$
    b. $E$ et $\conj{E}$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P(B)&=P(E\cap B)+P\left(\conj{E}\cap B\right) \\
    &=0,45\times 0,3+0,55\times 0,2\\
    &=0,245\end{align*}$
    La probabilité que le smartphone choisi ait une batterie défectueuse est égale à $0,245$.
    $\quad$
    c. On veut calculer :
    $\begin{align*} p_B(E)&=\dfrac{P(B\cap E)}{p(B)} \\
    &=\dfrac{0,45\times 0,3}{0,245}\\
    &=\dfrac{27}{49}\end{align*}$
    Sachant que le smartphone choisi a une batterie défectueuse, la probabilité qu’il ait un écran cassé est égale à $\dfrac{27}{49}$.
    $\quad$
  2. a. $X$ prend les valeurs $20$, $50$, $60$ et $90$.
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
    \hline
    x_i&20&50&60&90\\
    \hline
    P\left(X=x_i\right)&0,44&0,315&0,11&0,135\\
    \hline
    \end{array}$$
    On a
    $\begin{align*} P(X=50)&=P\left(E\cap \conj{B}\right) \\
    &=0,45\times 0,7\\
    &=0,315\end{align*}$
    $\begin{align*} P(X=60)&=P\left(B\cap \conj{E}\right) \\
    &=0,55\times 0,2\\
    &=0,11\end{align*}$
    $\begin{align*} P(X=90)&=P(E\cap B) \\
    &=0,45\times 0,3\\
    &=0,135\end{align*}$
    $\quad$
    b. L’espérance de $X$ est :
    $\begin{align*} E(X)&=\small{20\times 0,44+50\times 0,315+60\times 0,11+90\times 0,135}\\
    &=43,3\end{align*}$
    En moyenne le reconditionnement d’un smartphone coûte $43,3$ €.
    Cela coûtera $500\times 43,3=21~650$ € de réparer et reconditionner $500$ smartphones.
    $\quad$

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$\quad$

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E3C2 – Spécialité maths – Fonctions – 2020

Fonctions

E3C2 – 1ère

On donne ci-dessous les représentations graphiques respectives $C_f$ et $C_g$ de deux fonctions $f$ et $g$ définies sur $\R$ l’ensemble des nombres réels.

  1. La fonction $f$ est définie sur $\R$ par $f(x)=x^3+3x^2-9x-1$.
    On admet qu’elle est dérivable sur $\R$ et on note $f’$ sa fonction dérivée.
    a. Calculer $f'(x)$.
    $\quad$
    b. Déterminer le signe de $f'(x)$ en fonction du réel $x$ . En déduire le tableau de variation de la fonction $f$.
    $\quad$
    c. Déterminer une équation de la droite $T$ tangente à $C_f$ au point d’abscisse $-1$.
    $\quad$
  2. La fonction $g$ est une fonction polynôme du second degré, il existe donc trois réels $a$, $b$ et $c$ tels que : $g(x)=ax^2+bx+c$ pour tout réel $x$ . On note $\Delta$ son discriminant.
    a. Déterminer, à l’aide du graphique, le signe de $a$ et le signe de $\Delta$.
    $\quad$
    b. La fonction $g$ est définie, pour tout réel $x$, par $g(x)=10x^2+8x+8$.
    Démontrer que les courbes $C_f$ et $C_g$ ont un point commun d’abscisse $-1$ et qu’en ce point elles ont la même tangente.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a. Pour tout réel $x$ on a
    $\begin{align*} f'(x)&=3x^2+3\times 2x-9 \\
    &=3x^2+6x-9\end{align*}$
    $\quad$
    b. Le discriminant de $3x^2+6x-9$ est :
    $\begin{align*} \Delta&=6^2-4\times 3\times (-9) \\
    &=144\\
    &>0\end{align*}$
    Le polynôme du second degré possède donc deux racines réelles :
    $\begin{align*} x_1&=\dfrac{-6-\sqrt{144}}{6} \\
    &=-3\end{align*}$ $\quad$ et $\quad$ $\begin{align*} x_2&=\dfrac{-6+\sqrt{144}}{6} \\
    &=1\end{align*}$
    Le coefficient principal est $a=3>0$.
    On obtient donc le tableau de variations suivant :

    $\quad$
    c. Une équation de $T$ est de la forme $y=f'(-1)\left(x-(-1)\right)+f(1)$
    Or $f'(-1)=-12$ et $f(-1)=10$
    Une équation de $T$ est donc $y=-12(x+1)+10$ soit $y=-12x-2$
    $\quad$
  2. a. La parabole est strictement au-dessus de l’axe des abscisses donc $a>0$ et $\Delta<0$.
    $\quad$
    b. On a $g(-1)=10$ donc $g(-1)=f(-1)$.
    Les courbes $C_f$ et $C_g$ ont un point en commun.
    La fonction $g$ est dérivable sur $\R$ en tant que fonction polynôme.
    Pour tout réel $x$ on a $g'(x)=20x+8$.
    $g'(-1)=-12$.
    La tangente à $C_g$ au point d’abscisse $-1$ a donc le même coefficient directeur que la droite $T$.
    Par conséquent les courbes $C_f$ et $C_g$ ont un point commun d’abscisse $-1$ et qu’en ce point elles ont la même tangente.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence