Bac – Spécialité mathématiques – Asie – sujet 2 – mars 2021

Asie – mars 2021

Spécialité maths – Sujet 2- Correction

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

Ex 1

Exercice 1 (5 points)

  1. La fonction $f$ est dérivable sur $\R$ en tant que produit de fonctions dérivables sur $\R$.
    Pour tout réel $x$ on a
    $\begin{align*}
    f'(x)&=(2x-2)\e^x+\left(x^2-2x-1\right)\e^x \\
    &=\left(2x-2+x^2-2x-1\right)\e^x \\
    &=\left(x^2-3\right)\e^x\end{align*}$
    L’affirmation A est donc fausse.
    $f'(2)>0$ et $f(0)<0$ : l’affirmation B est donc fausse
    Réponse C
    $\quad$
  2. $\lim\limits_{x\to +\infty} \e^x=+\infty$ donc $\lim\limits_{x\to +\infty} f(x)=0$
    La droite d’équation $y=0$ est donc asymptote à la courbe représentant la fonction $f$.
    $\lim\limits_{x\to -\infty} \e^x=-\infty$ donc $\lim\limits_{x\to -\infty} f(x)=\dfrac{3}{5}$
    La droite d’équation $y=\dfrac{3}{5}$ est donc asymptote à la courbe représentant la fonction $f$.
    Réponse C
    $\quad$
  3. La fonction $f\dsec$ s’annule en changeant de signe à trois reprise.
    La courbe représentant la fonction $f$ possède donc trois points d’inflexion.
    Réponse B
    $\quad$
  4. $\left(u_n\right)$ est une suite définie de manière explicite par un polynôme du second degré dont le coefficient principal est $a=1>0$.
    La fonction du second degré associée possède un minimum, d’abscisse $\dfrac{17}{2}$.
    $\left(u_n\right)$ est donc minorée.
    Réponse A
    $\quad$
  5. Cette fonction renvoie le plus entier naturel $n$ tel que $u_n\pg 45$.
    Réponse ARemarque :dans les faits cette fonction ne renvoie aucun résultat car la suite $\left(u_n\right)$ est croissante et majorée par $20$. Il est donc impossible que $u_n\pg 45$ !
    $\quad$

Ex 2

Exercice 2 (5 points)

  1. On a $A(0;0;0)$, $C(1;1;0)$ et $D(0;1;0)$
    Par conséquent $K\left(\dfrac{1}{2};1;0\right)$
    Donc $\vect{AK}\left(\dfrac{1}{2};1;0\right)$ et $\vect{AL}\left(0;1;\dfrac{3}{2}\right)$.
    $\quad$
  2. a. On a $\vec{n}.\vect{AK}=3-3+0=0$ et $\vec{n}.\vect{AL}=0-3+3=0$.
    $\vec{n}$ est donc orthogonal à deux vecteurs non colinéaires du plan $(AKL)$.
    C’est par conséquent un vecteur normal au plan $(AKL)$.
    $\quad$
    b. Une équation cartésienne du plan $(AKL)$ est donc de la forme $6x-3y+2z+d=0$.
    Le point $A(0;0;0)$ appartient à ce plan donc $d=0$.
    Une équation cartésienne du plan $(AKL)$ est alors $6x-3y+2z=0$.
    $\quad$
    c. Le vecteur $\vec{n}$ est un vecteur directeur de la droite $\Delta$.
    Ainsi une représentation paramétrique de la droite $\Delta$ est $$\begin{cases} x=6t\\y=1-3t\\z=2t\end{cases} \quad,t\in \R$$
    $\quad$
    d. En prenant $t=\dfrac{3}{49}$, on constate que le point de coordonnées $\left(\dfrac{18}{49};\dfrac{40}{49};\dfrac{6}{49}\right)$ appartient à la droite $\Delta$.
    De plus
    $\begin{align*} 6\times \dfrac{18}{49}-3\dfrac{40}{49}+2\dfrac{6}{49}&=\dfrac{108}{49}-\dfrac{120}{49}+\dfrac{12}{49} \\
    &=0\end{align*}$
    Le point de coordonnées $\left(\dfrac{18}{49};\dfrac{40}{49};\dfrac{6}{49}\right)$ appartient donc également au plan $(AKL)$.
    Par conséquent $N$ a pour coordonnées $\left(\dfrac{18}{49};\dfrac{40}{49};\dfrac{6}{49}\right)$.
    $\quad$
  3. a. L’aire de la base $ADK$ est
    $\begin{align*} \mathcal{A}&=\dfrac{AD\times DK}{2} \\
    &=\dfrac{1\times \dfrac{1}{2}}{2} \\
    &=\dfrac{1}{4}\end{align*}$
    Ainsi
    $\begin{align*} \mathcal{V}&=\dfrac{\mathcal{A}\times DL}{3} \\
    &=\dfrac{\dfrac{1}{4}\times \dfrac{3}{2}}{3} \\
    &=\dfrac{1}{8}\end{align*}$
    $\quad$
    b. La distance du point $D$ au plan $(AKL)$ est
    $\begin{align*} DN&=\sqrt{\left(\dfrac{18}{49}\right)^2+\left(\dfrac{40}{49}-1\right)^2+\left(\dfrac{6}{49}\right)^2} \\
    &=\sqrt{\dfrac{9}{49}} \\
    &=\dfrac{3}{7}\end{align*}$
    $\quad$
    c. On a
    $\begin{align*} \mathcal{V}=\dfrac{1}{8}&\ssi \dfrac{\mathcal{A}_{AKL}\times DN}{3}=\dfrac{1}{8} \\
    &\ssi \dfrac{3}{7}\mathcal{A}_{AKL}=\dfrac{3}{8} \\
    &\ssi \mathcal{A}_{AKL}=\dfrac{7}{8}\end{align*}$
    L’aire du triangle $AKL$ est donc $\dfrac{7}{8}$.
    $\quad$

 

Ex 3

Exercice 3 (5 points)

  1. Il y a $\dbinom{9}{3}=84$ façons différentes de positionner les trois cœurs.
    $\quad$
  2. Il y a $3$ façons de placer les cœurs sur une ligne pour gagner.
    Il y a $3$ façons de placer les cœurs sur une colonne pour gagner.
    Il y a $2$ façons de placer les cœurs sur une diagonale pour gagner.
    La probabilité qu’un ticket soit gagnant est donc $\dfrac{3+3+2}{84}=\dfrac{2}{21}$.
    $\quad$
  3. On appelle $G$ la variable aléatoire égale au gain algébrique du joeur.
    $G$ ne prend donc que $2$ valeurs $4$ et $-1$.
    $p(G=4)=\dfrac{2}{21}$ et $p(G=-1)=\dfrac{19}{21}$.
    L’espérance de $G$ est :
    $\begin{align*} E(G)&=4\times \dfrac{2}{21}+(-1)\times \dfrac{19}{21} \\
    &=-\dfrac{11}{21}\\
    &<0\end{align*}$
    Le jeu est donc défavorable au joueur.
    $\quad$
  4. a. On effectue $20$ tirages aléatoires, identiques et indépendants. À chaque tirage il n’y a que deux issues : le joueur gagne ou le joueur perd.
    $X$ suit donc la loi binomiale de paramètres $n=20$ et $p=\dfrac{2}{21}$.
    $\quad$
    b. $p(X=5)=\dbinom{20}{5}\left(\dfrac{2}{21}\right)^5\left(\dfrac{19}{21}\right)^{15} \approx 0,027$.
    $\quad$
    c. On a
    $\begin{align*} p(X\pg 1)&=1-p(X=0) \\
    &=1-\left(\dfrac{19}{21}\right)^{20} \\
    & \approx 0,865\end{align*}$
    La probabilité qu’il y ait au moins un gagnant est environ égale à $0,865$.
    $\quad$

 

 

Ex A

Exercice A (5 points)

Partie I : modèle discret

  1. On a
    $\begin{align*} u_1&=u_0+0,05\left(20-u_0\right) \\
    &=1+0,05\times 19\\
    &=1,95\end{align*}$
    $\quad$
  2. a. Pour tout entier naturel $n$ on a
    $\begin{align*} u_{n+1}&=u_n+0,05\left(20-u_n\right) \\
    &=u_n+1-0,05u_n \\
    &=0,95u_n+1\end{align*}$
    $\quad$
    b. Pour tout entier naturel $n$ on a $v_n=20-u_n$ soit $u_n=20-v_n$.
    $\begin{align*} v_{n+1}&=20-u_{n+1} \\
    &=20-0,95u_n-1 \\
    &=19-0,95u_n \\
    &=19-0,95\left(20-v_n\right) \\
    &=19-19+0,95v_n\\
    &=0,95v_n\end{align*}$
    La suite $\left(v_n\right)$ est donc géométrique de raison $0,95$ et de premier terme $v_0=20-1=19$.
    $\quad$
    c. Pour tout entier naturel $n$ on a donc $v_n=19\times 0,95^n$.
    Par conséquent $u_n=20-19\times 0,95^n$.
    $\quad$
  3. $-1<0,95<1$ donc $\lim\limits_{n\to +\infty} 0,95^n=0$ et $\lim\limits_{n\to +\infty}u_n=20$.
    $\quad$

Partie II : modèle continu

  1. La fonction $L$ est dérivable sur $[0;+\infty[$ en tant que somme et composée de fonctions dérivables.
    Pour tout $t\pg 0$ on a d’une part :
    $\begin{align*} L'(t)&=-19\times (-0,05)\e^{-0,05t}\\
    &=0,95\e^{-0,05t}\end{align*}$
    D’autre part :
    $\begin{align*} 0,05\left(20-L(t)\right)&=0,05\left(20-20+19\e^{-0,05t}\right) \\
    &=0,05 \times 19\e^{-0,05t} \\
    &=0,95\e^{-0,05t}\end{align*}$
    Ainsi $L$ est solution de $(E)$.
    De plus $L(0)=20-19=1$.
    $\quad$
  2. a. On a $L'(0)=0,95$ et $L'(5)=0,95\e^{-0,25} \approx 0,74$.
    Ainsi $L'(0)>L'(5)$
    $\quad$
    b. $\lim\limits_{t\to +\infty} -0,05t=-\infty$ et $\lim\limits_{X\to -\infty} \e^X=0$
    Donc $\lim\limits_{t\to +\infty} L'(t)=0$.
    Ce résultat est cohérent avec la description du modèle de croissance exposé au début de l’exercice : le bambou croît de moins en moins rapidement et atteint finalement une taille de $20$ mètres. Au début de l’observation il mesure bien $1$ mètre.
    $\quad$

Ex B

Exercice B (5 points)

Partie I

  1. On a pu saisir la formule $=B2-\ln(B2-1)$.
    $\quad$
  2. Il semblerait que la suite $\left(u_n\right)$ soit décroissante et converge vers $2$.
    $\quad$

Partie II

  1. $\lim\limits_{x\to 1} x-1=0$ et $\lim\limits_{X\to 0} \ln(X)=-\infty$
    Donc $\lim\limits_{x\to 1} f(x)=+\infty$.
    $\quad$
  2. a. $f$ est dérivable sur $]1;+\infty[$ en tant que somme et composée de fonctions dérivables.
    Pour tout $x>1$ on a
    $\begin{align*} f'(x)&=1-\dfrac{1}{x-1} \\
    &=\dfrac{x-1-1}{x-1} \\
    &=\dfrac{x-2}{x-1}\end{align*}$
    $\quad$
    b. Le signe de $f'(x)$ ne dépend que de celui de $x-2$.
    Or $x-2=0 \ssi x=2$ et $x-2>0 \ssi x>2$.
    On obtient donc le tableau de signes suivant :
    $\quad$$\quad$
    c. D’après la question précédente, la fonction $f$ admet $2$ pour minimum atteint pour $x=2$.
    Ainsi, pour tout réel $x\pg 2, ~f(x)\pg 2$.
    $\quad$

Partie III

  1. Initialisation : Si $n=0$ alors $u_0=10\pg 2$. La propriété est vraie au rang $0$.
    $\quad$
    Hérédité : On suppose la propriété vraie au rang $n\in \N$.
    Donc $u_n\pg 2$.
    D’après la question précédente $u_{n+1}=f\left(u_n\right) \pg 2$.
    La propriété est vraie au rang $n+1$.
    $\quad$
    Conclusion : La propriété est vraie au rang $0$ et est héréditaire.
    Pour tout entier naturel $n$ on a $u_n\pg 2$.
    $\quad$
  2. Soit $n\in \N$
    $\begin{align*} u_{n+1}-u_n&= u_n-\ln\left(u_n-1\right)-u_n \\
    &=-\ln\left(u_n-1\right)\end{align*}$
    Or $u_n\pg 2$ donc $u_n-1\pg 1$ et $\ln\left(u_n-1\right)\pg 0$.
    Donc $u_{n+1}-u_n \pp 0$ et la suite $\left(u_n\right)$ est décroissante.
    $\quad$
  3. La suite $\left(u_n\right)$ est décroissante et minorée par $2$. Elle converge donc.
    $\quad$
  4. $\ell$ est donc solution de l’équation $f(x)=x$.
    Or
    $\begin{align*} f(x)=x&\ssi x-\ln(x-1)=x\\
    &\ssi -\ln(x-1)=0\\
    &\ssi x-1=1 \\
    &\ssi x=2\end{align*}$
    Par conséquent $\ell=2$.
    $\quad$

 

Énoncé

Exercice 1 (5 points)

Cet exercice est un questionnaire à choix multiples (QCM)

Pour chaque question, trois affirmations sont proposées, une seule de ces affirmations est exacte.
Le candidat recopiera sur sa copie le numéro de chaque question et la lettre de la réponse choisie pour celle-ci.
AUCUNE JUSTIFICATION n’est demandée. Une réponse fausse ou l’absence de réponse n’enlève aucun point.

  1. On considère la fonction $f$ définie sur $\R$ par $$f(x) = \left(x^2-2x-1\right)\e^x$$
    A. La fonction dérivée de $f$ est la fonction définie par $f'(x) = (2x-2)\e^x$.
    B. La fonction $f$ est décroissante sur l’intervalle $]-\infty;2]$.
    C. $\ds\lim\limits_{x \to -\infty} f(x) = 0$.
    $\quad$
  2. On considère la fonction $f$ définie sur $\R$ par $f(x) = \dfrac{3}{5 + \e^x}$.
    Sa courbe représentative dans un repère admet :
    A. une seule asymptote horizontale;
    B. une asymptote horizontale et une asymptote verticale;
    C. deux asymptotes horizontales.
    $\quad$
  3. On donne ci-dessous la courbe $\mathcal{C}_{f”}$ représentant la fonction dérivée seconde $f”$ d’une fonction $f$ définie et deux fois dérivable sur l’intervalle $[-3,5;6]$.A. La fonction $f$ est convexe sur l’intervalle $[-3;3]$.B. La fonction $f$ admet trois points d’inflexion.
    C. La fonction dérivée $f’$ de $f$ est décroissante sur l’intervalle $[0;2]$.
    $\quad$
  4. On considère la suite $\left(u_n\right)$ définie pour tout entier naturel $n$ par $u_n = n^2-17n+20$.
    A. La suite $\left(u_n\right)$ est minorée.
    B. La suite $\left(u_n\right)$ est décroissante.
    C. L’un des termes de la suite $\left(u_n\right)$ est égal à $2~021$.
    $\quad$
  5. On considère la suite $\left(u_n\right)$ définie par $u_0 = 2$ et, pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1} = 0,75u_n +5$.
    On considère la fonction « seuil » suivante écrite en Python :
    $$\begin{array}{|l|}
    \hline
    \text{def seuil() }:\\
    \quad \text{u} = 2\\
    \quad \text{n} = 0\\
    \quad \text{while u} < 45 :\\
    \qquad \text{u} = 0.75*u + 5\\
    \qquad \text{n} = \text{n} + 1\\
    \quad \text{return n}\\
    \hline
    \end{array}$$
    Cette fonction renvoie :
    A. la plus petite valeur de $n$ telle que $u_n \pg 45$ ;
    B. la plus petite valeur de $n$ telle que $u_n < 45$ ;
    C. la plus grande valeur de $n$ telle que $u_n \pg 45$.
    $\quad$

$\quad$

Exercice 2 (5 points)

On considère un pavé droit $ABCDEFGH$ tel que $AB = AD = 1$ et $AE = 2$, représenté ci- dessous.
Le point $I$ est le milieu du segment $[AE]$. Le point $K$ est le milieu du segment $[DC]$.
Le point $L$ est défini par: $\vect{DL} = \dfrac{3}{2}\vect{AI}$. $N$ est le projeté orthogonal du point $D$ sur le plan $(AKL)$.

 

 

On se place dans le repère orthonormé $\left(A;\vect{AB},\vect{AD},\vect{AI}\right)$.
On admet que le point $L$ a pour coordonnées $\left(0;1;\dfrac{3}{2}\right)$.

  1. Déterminer les coordonnées des vecteurs $\vect{AK}$ et $\vect{AL}$.
    $\quad$
  2. a. Démontrer que le vecteur $\vect{n}$ de coordonnées $(6;-3;2)$ est un vecteur normal au plan $(AKL)$.
    $\quad$
    b. En déduire une équation cartésienne du plan $(AKL)$.
    $\quad$
    c. Déterminer un système d’équations paramétriques de la droite $\Delta$ passant par $D$ et perpendiculaire au plan $(AKL)$.
    $\quad$
    d. En déduire que le point $N$ de coordonnées $\left(\dfrac{18}{49};\dfrac{40}{49};\dfrac{6}{49}\right)$ est le projeté orthogonal du point $D$ sur le plan $(AKL)$.
    $\quad$

On rappelle que le volume $\mathcal{V}$ d’un tétraèdre est donné par la formule : $$\mathcal{V} = \dfrac{1}{3}\times (\text{aire de la base}) \times \text{hauteur}$$

  1. a. Calculer le volume du tétraèdre $ADKL$ en utilisant le triangle $ADK$ comme base.
    $\quad$
    b. Calculer la distance du point $D$ au plan $(AKL)$.
    $\quad$
    c. Déduire des questions précédentes l’aire du triangle $AKL$.
    $\quad$

$\quad$

Exercice 3 (5 points)

Une société de jeu en ligne propose une nouvelle application pour smartphone nommée « Tickets coeurs! ».
Chaque participant génère sur son smartphone un ticket comportant une grille de taille $3 \times 3$ sur laquelle sont placés trois cœurs répartis au hasard, comme par exemple ci-dessous.

 

 

Le ticket est gagnant si les trois cœurs sont positionnés côte à côte sur une même ligne, sur une même colonne ou sur une même diagonale.

  1. Justifier qu’il y a exactement $84$ façons différentes de positionner les trois cœurs sur une grille.
    $\quad$
  2. Montrer que la probabilité qu’un ticket soit gagnant est égale à $\dfrac{2}{21}$.
    $\quad$
  3. Lorsqu’un joueur génère un ticket, la société prélève $1$ € sur son compte en banque. Si le ticket est gagnant, la société verse alors au joueur $5$ €. Le jeu est-il favorable au joueur?
    $\quad$
  4. Un joueur décide de générer $20$ tickets sur cette application. On suppose que les générations des tickets sont indépendantes entre elles.
    a. Donner la loi de probabilité de la variable aléatoire $X$ qui compte le nombre de tickets gagnants parmi les $20$ tickets générés.
    $\quad$
    b. Calculer la probabilité, arrondie à $10^{-3}$, de l’évènement $(X = 5)$.
    $\quad$
    c. Calculer la probabilité, arrondie à $10^{-3}$, de l’évènement $(X \pg 1)$ et interpréter le résultat dans le contexte de l’exercice.
    $\quad$

$\quad$

Exercice au choix du candidat (5 points)

Le candidat doit traiter UN SEUL des deux exercices A ou B
Il indique sur sa copie l’exercice choisi : exercice A ou exercice B

Exercice A

Principaux domaines abordés :

  • Suites
  • Équations différentielles

Dans cet exercice, on s’intéresse à la croissance du bambou Moso de taille maximale $20$ mètres.
Le modèle de croissance de Ludwig von Bertalanffy suppose que la vitesse de croissance pour un tel bambou est proportionnelle à l’écart entre sa taille et la taille maximale.

Partie I : modèle discret

Dans cette partie, on observe un bambou de taille initiale $1$ mètre.
Pour tout entier naturel $n$, on note $u_n$ la taille, en mètre, du bambou $n$ jours après le début de l’observation. On a ainsi $u_0 = 1$.
Le modèle de von Bertalanffy pour la croissance du bambou entre deux jours consécutifs se traduit par l’égalité : $$u_{n+1} = u_n + 0,05\left(20-u_n\right)~~ \text{pour tout entier naturel } n$$

  1. Vérifier que $u_1 = 1,95$.
    $\quad$
  2. a. Montrer que pour tout entier naturel $n$, $u_{n+1} = 0,95u_n + 1$.
    $\quad$
    b. On pose pour tout entier naturel $n$, $v_n = 20-u_n$.
    Démontrer que la suite $\left(v_n\right)$ est une suite géométrique dont on précisera le terme initial $v_0$ et la raison.
    $\quad$
    c. En déduire que, pour tout entier naturel $n$, $u_n = 20-19 \times 0,95^n$.
    $\quad$
  3. Déterminer la limite de la suite $\left(u_n\right)$.
    $\quad$

Partie II : modèle continu

Dans cette partie, on souhaite modéliser la taille du même bambou Moso par une fonction donnant sa taille, en mètre, en fonction du temps $t$ exprimé en jour.
D’après le modèle de von Bertalanffy, cette fonction est solution de l’équation différentielle $$(E) \qquad y’ = 0,05(20-y)$$ où $y$ désigne une fonction de la variable $t$, définie et dérivable sur $[0;+\infty[$ et $y’$ désigne sa fonction dérivée.
Soit la fonction $L$ définie sur l’intervalle $[0;+\infty[$ par $$L(t) = 20-19\e^{-0,05t}$$

  1. Vérifier que la fonction $L$ est une solution de $(E)$ et qu’on a également $L(0) = 1$.
    $\quad$
  2. On prend cette fonction $L$ comme modèle et on admet que, si on note $L’$ sa fonction dérivée, $L'(t)$ représente la vitesse de croissance du bambou à l’instant $t$.
    a. Comparer $L'(0)$ et $L'(5)$.
    $\quad$
    b. Calculer la limite de la fonction dérivée $L’$ en $+\infty$.
    Ce résultat est-il en cohérence avec la description du modèle de croissance exposé au début de l’exercice ?
    $\quad$

$\quad$

Exercice B

Principaux domaines abordés :

  • Suites, étude de fonction
  • Fonction logarithme

Soit la fonction $f$ définie sur l’intervalle $]1; +\infty[$ par $$f(x) = x-\ln (x-1)$$
On considère la suite $\left(u_n\right)$ de terme initial $u_0 = 10$ et telle que $u_{n+1} = f\left(u_n\right)$ pour tout entier naturel $n$.

Partie I :

La feuille de calcul ci-dessous a permis d’obtenir des valeurs approchées des premiers termes de la suite $\left(u_n\right)$.

$$\begin{array}{|c|c|c|}
\hline
&\phantom{12345}A\phantom{12345} &B\\
\hline
1 &n&u_n\\
\hline
2 &0&10\\
\hline
3& 1&7,802~775~42\\
\hline
4& 2&5,885~444~74\\
\hline
5& 3&4,299~184~42\\
\hline
6& 4&3,105~509~13\\
\hline
7& 5&2,360~951~82\\
\hline
8& 6&2,052~767~5\\
\hline
9& 7&2,001~345~09\\
\hline
10& 8&2,000~000~9\\
\hline
\end{array}$$

  1. Quelle formule a été saisie dans la cellule B3 pour permettre le calcul des valeurs approchées de $\left(u_n\right)$ par recopie vers le bas ?
    $\quad$
  2. À l’aide de ces valeurs, conjecturer le sens de variation et la limite de la suite $\left(u_n\right)$.
    $\quad$

Partie II :

On rappelle que la fonction $f$ est définie sur l’intervalle $]1; +\infty[$ par $$f(x) = x-\ln (x-1)$$

  1. Calculer $\lim\limits_{x \to 1} f(x)$. On admettra que $\lim\limits_{x \to + \infty} f(x) = +\infty$.
    $\quad$
  2. a. Soit $f’$ la fonction dérivée de $f$. Montrer que pour tout $x \in ]1; +\infty[$, $f'(x) = \dfrac{x-2}{x-1}$.
    $\quad$
    b. En déduire le tableau des variations de $f$ sur l’intervalle $]1;+\infty[$, complété par les limites.
    $\quad$
    c. Justifier que pour tout $x\pg 2$, $f(x) \pg 2$.
    $\quad$

Partie III :

  1. En utilisant les résultats de la partie II, démontrer par récurrence que $u_n \pg 2$ pour tout entier naturel $n$.
    $\quad$
  2. Montrer que la suite $\left(u_n\right)$ est décroissante.
    $\quad$
  3. En déduire que la suite $\left(u_n\right)$ est convergente. On note $\ell$ sa limite.
    $\quad$
  4. On admet que $\ell$ vérifie $f(\ell) = \ell$. Donner la valeur de $\ell$.
    $\quad$

$\quad$

E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

La gestionnaire d’un cinéma s’intéresse à la catégorie des films vus par ses spectateurs, ainsi qu’à leur consommation au rayon « friandises ». Une étude sur plusieurs mois a montré que $40 \%$ des spectateurs sont allés voir un film d’action, $35 \%$ un dessin animé et les autres une comédie.
Parmi les spectateurs allant voir un film d’action, la moitié achètent des friandises, alors qu’ils sont $80 \%$ pour ceux allant voir un dessin animé et $70 \%$ pour ceux allant voir une comédie.
On interroge au hasard un spectateur sortant du cinéma et on note :
$\hspace{1.5cm} A$ l’événement : « le spectateur a vu un film d’action »,
$\hspace{1.5cm} D$ l’événement : « le spectateur a vu un dessin animé »,
$\hspace{1.5cm} C$ l’événement : « le spectateur a vu une comédie »,
$\hspace{1.5cm} F$ l’événement : « le spectateur a acheté des friandises ».

  1. Reproduire et compléter sur la copie l’arbre de probabilité ci-dessous représentant la situation.
    $\quad$
  2. Démontrer que $P(F) = 0,655$.
    $\quad$
  3. On interroge au hasard un spectateur ayant acheté des friandises. Quelle est la probabilité qu’il ait vu un dessin animé ? On donnera l’arrondi à $10^{-3}$.
    $\quad$
  4. Une place de cinéma coûte $10$ €. On considérera que si un spectateur achète des friandises, il dépense $18$ € pour sa place de cinéma et ses friandises.
    On note $X$ la variable aléatoire donnant le coût d’une sortie au cinéma pour un spectateur.
    a. Déterminer la loi de probabilité de $X$.
    $\quad$
    b. En déduire le coût moyen par spectateur d’une sortie dans ce cinéma.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On obtient l’arbre pondéré suivant :

    $\quad$
  2. $A$, $D$ et $C$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P(F)&=P(A\cap F)+P(D\cap F)+P(C\cap F) \\
    &=0,4\times 0,5+0,35\times 0,8+0,25\times 0,7\\
    &=0,655\end{align*}$
    $\quad$
  3. On veut calculer :
    $\begin{align*} P_F(D)&=\dfrac{P(D\cap F)}{P(F)} \\
    &=\dfrac{0,35\times 0,8}{0,655}\\
    &\approx 0,427\end{align*}$
    La probabilité que le spectateur ait vu un dessin animé sachant qu’il a acheté des friandises est environ égale à $0,427$.
    $\quad$
  4. a. $X$ peut prendre les valeurs $10$ et $18$.
    $\begin{align*} P(X=18)&=P(F)\\
    &=0,655\end{align*}$
    $\begin{align*} P(X=10)&=1-P(X=18)\\
    &=0,345\end{align*}$
    $\quad$
    b. L’espérance mathématique de la variable aléatoire $X$ est :
    $\begin{align*} E(X)&=18\times 0,655+10\times 0,345\\
    &=15,24\end{align*}$
    En moyenne, un spectateur dépense $15,24$ € dans ce cinéma.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

 

E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

Lors des journées classées « rouges » selon Bison Futé, l’autoroute qui relie Paris à Limoges en passant par Orléans est surchargée.
Lors de ces journées classées « rouges », on a pu observer le comportement des automobilistes faisant le trajet de Paris à Limoges en passant par Orléans.

  • Pour le trajet de Paris à Orléans, $30 \%$ d’entre eux prennent la route nationale, les autres prennent l’autoroute.
  • Pour le trajet d’Orléans à Limoges :
    • parmi les automobilistes ayant pris la route nationale entre Paris et Orléans, $40 \%$ prennent la route départementale, les autres prennent l’autoroute ;
    • parmi les automobilistes n’ayant pas pris la route nationale entre Paris et Orléans, $45 \%$ prennent la route départementale , les autres prennent l’autoroute.

On choisit un automobiliste au hasard parmi ceux effectuant, en journée classée rouge, le trajet Paris – Limoges en passant par Orléans.

On note $N$ l’événement « l’automobiliste prend la route nationale entre Paris et Orléans » et $D$ l’événement « l’automobiliste prend la route départementale entre Orléans et Limoges ».
Si $A$ est un évènement, on note $\conj{A}$ l’évènement contraire de $A$.

  1. Recopier sur la copie et compléter l’arbre ci-dessous.$\quad$
  2. Calculer $P\left(𝑁̅ \cap \conj{D}\right)$ et interpréter le résultat.
    $\quad$
  3. Montrer que la probabilité que l’automobiliste ne choisisse pas la Route Départementale entre Orléans et Limoges est $0,565$.
    $\quad$
    Lors de ces journées classées « rouges », on donne les temps de parcours suivants :
    Paris – Orléans, par autoroute : $3$ heures ;
    Paris – Orléans, par nationale : $2$ heures ;
    Orléans – Limoges, par autoroute : $4$ heures ;
    Orléans – Limoges, par départementale : $3$ heures et demie.
    $\quad$
  4. Recopier et compléter le tableau ci-dessous, qui donne pour chaque trajet, le temps en heure et la probabilité :
    $$\begin{array}{|l|c|c|c|c|}
    \hline
    \text{Évènement}&N\cap D&N\cap \conj{D}&\conj{N}\cap D&\conj{N}\cap \conj{D}\\
    \hline
    \text{Temps en heure}&5,5&&&\\
    \hline
    \text{Probabilité}&0,12&&&\\
    \hline
    \end{array}$$
    $\quad$
  5. Calculer l’espérance de la variable aléatoire qui donne la durée du trajet en heure et en donner une interprétation.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On obtient l’arbre pondéré suivant :
    $\quad$
  2. On a :
    $\begin{align*} P\left(\conj{N}\cap \conj{D}\right)&=P\left(\conj{N}\right)\times P_{\conj{N}}\left(\conj{D}\right) \\
    &=0,7\times 0,55\\
    &=0,385\end{align*}$
    La probabilité pour que l’automobiliste n’ait pris ni la route nationale ni la route départementale est égale à $0,385$.
    $\quad$
  3. $N$ et $\conj{N}$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P\left(\conj{D}\right)&=P\left(N\cap \conj{D}\right)+P\left(\conj{N}\cap \conj{D}\right)\\
    &=0,3\times 0,6+0,385\\
    &=0,565\end{align*}$
    $\quad$
  4. On obtient le tableau suivant :
    $$\begin{array}{|l|c|c|c|c|}
    \hline
    \text{Évènement}&N\cap D&N\cap \conj{D}&\conj{N}\cap D&\conj{N}\cap \conj{D}\\
    \hline
    \text{Temps en heure}&5,5&6&6,5&7\\
    \hline
    \text{Probabilité}&0,12&0,18&0,315&0,385\\
    \hline
    \end{array}$$
    $\quad$
  5. On appelle $X$ la variable aléatoire qui donne la durée du trajet en heure.
    On a ainsi $P(X=5,5)=0,12$, $P(X=6)=0,18$, $P(X=6,5)=0,315$ et $P(X=7)=0,385$.
    Ainsi l’espérance mathématique de $X$ est :
    $\begin{align*} E(X)&=5,5\times 0,12+6\times 0,18+6,5\times 0,315+7\times 0,385\\
    &=6,482~5\end{align*}$
    En moyenne, la durée du trajet est d’environ $6,5$ heures.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

 

E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

Une petite entreprise de textile commercialise des nappes et des lots de serviettes assorties.
Un client achète au plus une nappe et au plus un lot de serviettes.
En consultant le fichier des ventes de l’entreprise, on constate que :

  • $20\%$ des clients achètent une nappe ;
  • Parmi les clients ayant acheté une nappe, $70 \%$ ont acheté un lot de serviettes ;
  • Parmi les clients n’ayant pas acheté de nappe, $10 \%$ ont tout de même acheté un lot de serviettes.

On choisit au hasard un client de cette entreprise.
Pour tout événement $A$, on note $\conj{A}$ l’événement contraire de $A$ et $P(A)$ la probabilité de l’événement $A$.
On note les événements suivants :

  • $N$ « le client achète une nappe » ;
  • $S$ « le client achète un lot de serviettes »
  1. Reproduire sur la copie et compléter l’arbre pondéré ci-dessous décrivant la situation.
    $\quad$
  2. Calculer la probabilité que le client achète une nappe et un lot de serviettes.
    $\quad$
  3. Montrer que la probabilité de l’événement $S$ est égale à $0,22$.
    $\quad$
  4. Calculer la probabilité que le client achète une nappe sachant qu’il a acheté une serviette.
    $\quad$
  5. Une nappe est vendue $45$ € et un lot de serviettes $25$ €.
    On appelle $D$ la variable aléatoire donnant la dépense effectuée par un client.
    Calculer l’espérance mathématique de $D$ et donner une interprétation de ce nombre dans le contexte de l’exercice.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On obtient l’arbre pondéré suivant :

    $\quad$
  2. On veut calculer :
    $\begin{align*} P(N\cap S)&=P(N)\times P_N(S)\\
    &=0,2\times 0,7\\
    &=0,14\end{align*}$
    La probabilité que le client achète une nappe et un lot de serviettes est égale à $0,14$.
    $\quad$
  3. $N$ et $\conj{N}$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P(S)&=P(N\cap S)+P\left(\conj{N}\cap S\right) \\
    &=0,14+0,8\times 0,1\\
    &=0,22\end{align*}$
    La probabilité de l’événement $S$ est égale à $0,22$.
    $\quad$
  4. On veut calculer :
    $\begin{align*} P_S(N)&=\dfrac{P(S\cap N)}{P(S)}\\
    &=\dfrac{0,14}{0,22}\\
    &=\dfrac{7}{11}\end{align*}$
    La probabilité que le client achète une nappe sachant qu’il a acheté une serviette est égale à $\dfrac{7}{11}$.
    $\quad$
  5. $D$ prend les valeurs $0$, $25$, $45$, $70$.
    $\begin{align*} P(D=0)&=P\left(\conj{N}\cap \conj{S}\right) \\
    &=0,8\times 0,9\\
    &=0,72\end{align*}$
    $\begin{align*} P(D=25)&=P\left(\conj{N}\cap S\right) \\
    &=0,8\times 0,1\\
    &=0,08\end{align*}$
    $\begin{align*} P(D=45)&=P\left(N\cap \conj{S}\right) \\
    &=0,2\times 0,3\\
    &=0,06\end{align*}$
    $\begin{align*} P(D=70)&=P\left(N\cap S\right) \\
    &=0,2\times 0,7\\
    &=0,14\end{align*}$
    L’espérance mathématique de $D$ est donc :
    $\begin{align*} E(D)&=\small{0\times P(D=0)+25\times P(D=25)+45\times P(D=45)+70\times P(D=70)}\\
    &=25\times 0,08+45\times 0,06+70\times 0,14\\
    &=14,5\end{align*}$
    En moyenne un client dépense $14,5$ €.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

Claire joue régulièrement à un jeu de simulation de tournois de judo en ligne. Les adversaires qu’elle combat sont générés automatiquement de manière aléatoire selon le niveau atteint dans le jeu.
Elle a atteint le niveau le plus élevé, celui de la ceinture noire. Les scores relevés par le jeu montrent qu’elle gagne dans $45\%$ des cas si son adversaire est ceinture noire et dans $70\%$ si son adversaire n’est pas ceinture noire.
Claire commence un tournoi et un premier adversaire est généré par le jeu. A ce niveau la probabilité d’affronter un adversaire ayant une ceinture noire est $0,6$.
On note :

  • $N$ l’événement : « l’adversaire est ceinture noire » ;
  • $G$ l’événement : « Claire gagne le combat ».
  1. Recopier et compléter l’arbre pondéré ci-dessous modélisant cette situation.

    $\quad$

  2. Calculer la probabilité que l’adversaire soit ceinture noire et que Claire gagne son tournoi.
    $\quad$
  3. Montrer que la probabilité que Claire gagne son combat est $0,55$.
    $\quad$
  4. Claire vient de perdre un combat. Quelle est la probabilité que le combat ait été contre une ceinture noire ?
    $\quad$
  5. On considère dans cette question que la probabilité que Claire gagne est $0,55$. Elle fait deux combats successifs.
    On note $X$ la variable qui compte le nombre de victoires.
    Donner la loi de probabilité de $X$.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On obtient l’arbre pondéré suivant :

    $\quad$
  2. On veut calculer :
    $\begin{align*} P(N\cap G)&=P(N)\times P_N(G)\\
    &=0,6\times 0,45\\
    &=0,27\end{align*}$
    La probabilité que l’adversaire soit ceinture noire et que Claire gagne son tournoi est égale à $0,27$.
    $\quad$
  3. $N$ et $\conj{N}$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P(G)&=P(N\cap G)+P\left(\conj{N}\cap G\right) \\
    &=0,27+0,4\times 0,7\\
    &=0,55\end{align*}$
    La probabilité que Claire gagne son combat est $0,55$.
    $\quad$
  4. On veut calculer :
    $\begin{align*} P_{\conj{G}}(N)&=\dfrac{P\left(\conj{G}\cap N\right)}{P\left(\conj{G}\right)} \\
    &=\dfrac{0,6\times 0,55}{1-0,55}\\
    &=\dfrac{11}{15}\end{align*}$
    La probabilité que le combat ait été contre une ceinture noire sachant qu’il a été perdu est égale à $\dfrac{11}{15}$.
    $\quad$
  5. $X$ peut prendre les valeurs $0$, $1$ et $2$.
    $\begin{align*}P(X=2)&=0,55^2\\
    &=0,302~5\end{align*}$
    $\begin{align*}P(X=0)&=0,45^2\\
    &=0,202~5\end{align*}$
    $\begin{align*}P(X=1)&=1-\left(P(X=0)+P(X=2)\right)\\
    &=0,495\end{align*}$
    $\quad$
    Remarque : La variable aléatoire $X$ suit en fait la loi binomiale de paramètres $n=2$ et $p=0,55$.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

 

E3C2 – Spécialité maths – QCM – 2020

QCM

E3C2 – 1ère

Cet exercice est un QCM en 5 questions. Pour chacune des questions, une seule des quatre réponses proposées est correcte. Les questions sont indépendantes.
Pour chaque question, indiquer le numéro de la question et recopier sur la copie la lettre correspondante à la réponse choisie. Aucune justification n’est demandée, cependant des traces de recherche au brouillon peuvent aider à trouver la bonne réponse.
Chaque réponse correcte rapporte 1 point. Une réponse incorrecte ou une question sans réponse n’apporte ni ne retire de point.

Question 1

Dans le repère orthogonal suivant on a tracé quatre courbes, chacune associée à une fonction de variable réelle $x$ et d’expression $\e^{\lambda x}$ où $\lambda$ est un paramètre réel.

Quelle courbe possède le plus petit paramètre $\lambda$?

a. $\mathcal{C}_f$
b. $\mathcal{C}_g$
c. $\mathcal{C}_h$
d. $\mathcal{C}_i$

$\quad$

Correction Question 1

Le paramètre $\lambda$ est négatif pour les fonctions $f$ et $g$ et positifs pour les fonctions $h$ et $i$.
Pour une abscisse négative donnée, le point de la courbe $\mathcal{C}_g$ associé a une ordonnée supérieure à celle du point de la courbe $\mathcal{C}_f$.

Réponse b

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 2

On choisit au hasard un couple ayant deux enfants et on note $X$ la variable aléatoire égale au nombre de filles du couple. On admet que la probabilité qu’un enfant soit une fille est égale à $0,5$ et qu’il y a indépendance du sexe de l’enfant entre deux naissances.
Déterminer $P(X \pg 1)$.

a. $0,25$
b. $0,5$
c. $\dfrac{1}{3}$
d. $0,75$

$\quad$

Correction Question 2

On a :
$\begin{align*} P(X\pg 1)&=1-P(X=0) \\
&=1-0,5^2\\
&=0,75\end{align*}$

Réponse d

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 3

On a représenté ci-dessous la courbe $\mathscr{C}$ de la fonction sinus dans un repère orthogonal.

$A_0$, $A_1$, $A_2$, $A_3$ et $A_4$ sont des points de $\mathcal{C}$ et ils tous la même ordonnée.

Parmi les segments suivants, lequel a pour longueur la période de la fonction sinus?

a. $\left[A_0;A_1\right]$
b. $\left[A_0;A_2\right]$
c. $\left[A_0;A_3\right]$
d. $\left[A_0;A_4\right]$

$\quad$

Correction Question 3

La fonction sinus est une fonction périodique de période $2\pi$.
Seuls les points $A_0$ et $A_3$ ont des abscisses séparées de $2\pi$.

Réponse c

$\quad$

[collapse]

$\quad$

$\quad$

Question 4

Soit la fonction $f$ définie sur $\R$ par $f(x)=0,5x^2-2x+1$.
On considère l’équation $f(x)=0$, d’inconnue $x\in \R$. L’ensemble des solutions de cette équation est :

a. $\emptyset$
b. $\left\{2-\sqrt{2};2+\sqrt{2}\right\}$
c. $\left\{2-\sqrt{6};2+\sqrt{6}\right\}$
d. $\left\{4-2\sqrt{2};4+2\sqrt{2}\right\}$

$\quad$

Correction Question 4

$f(x)$ est un polynôme du second degré dont le discriminant est :
$\begin{align*} \Delta&=(-2)^2-4\times 0,5\times 1 \\
&=2\end{align*}$
Les racines sont :
$\begin{align*} x_1&=\dfrac{2-\sqrt{2}}{1}\\
&=2-\sqrt{2}\end{align*}$ $\quad$ et $\quad$ $\begin{align*} x_2&=\dfrac{2+\sqrt{2}}{1}\\
&=2+\sqrt{2}\end{align*}$

Réponse b

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 5

$ABC$ est un triangle tel que : $AB = 5$, $BC = 2$, $\widehat{ABC} = 60$°.  La longueur $AC$ est égale à

a. $\sqrt{19}$
b. $\sqrt{21}$
c. $\sqrt{28}$
d. $\sqrt{29}$

$\quad$

Correction Question 5

D’après la formule d’Al-Kashi on a :
$\begin{align*} AC^2&=AB^2+BC^2-2AB\times BC\cos \widehat{ABC}\\
&=25+4-20\cos(60)\\
&=19\end{align*}$

Réponse a

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

 

E3C2 – Spécialité maths – QCM – 2020

QCM

E3C2 – 1ère

Ce QCM comprend 5 questions indépendantes. Pour chacune d’elles, une seule des réponses proposées est exacte.
Indiquer pour chaque question sur la copie la lettre correspondant à la réponse choisie.
Aucune justification n’est demandée.
Chaque réponse correcte rapporte 1 point. Une réponse incorrecte ou une absence de réponse n’apporte ni ne retire de point.

Question 1

Si $\sin x=\dfrac{1}{3}$ alors

a. $\sin(x+\pi)=-\dfrac{1}{3}$
b. $\sin(x-\pi)=\dfrac{1}{3}$
c. $\cos(x)=\dfrac{2}{3}$
d. $\sin(x+15\pi)=\dfrac{1}{3}$

$\quad$

Correction Question 1

Pour tout réel $x$ on a $\sin(x+\pi)=-\sin(x)$
Donc $\sin(x+\pi)=-\dfrac{1}{3}$

Réponse a

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 2

Parmi les paraboles ci-dessous laquelle représente une fonction qui n’admet aucune racine ?

$\quad$

Correction Question 2

Seule la courbe d. ne touche ou ne traverse l’axe des abscisses.

Réponse d

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 3

Soit la fonction $f$ définie sur l’intervalle $]0; +\infty[$ par $f(x)=2x-\dfrac{1}{x}$.
Le coefficient directeur de la tangente à la courbe représentative de $f$ au point d’abscisse $1$ est :

a. $1$
b. $3$
c. $-1$
d. $0$

$\quad$

Correction Question 3

La fonction $f$ est dérivable sur $]0;+\infty[$ en tant que somme de fonctions dérivables sur cet intervalle.
Pour tout réel $x>0$, on a $f'(x)=2+\dfrac{1}{x^2}$.
Par conséquent $f'(1)=3$.

Réponse b

$\quad$

[collapse]

$\quad$

$\quad$

Question 4

Dans le plan muni d’un repère orthonormé, l’ensemble des points $M(x;y)$ tels que $x^2-2x+y^2+6y+2=0$ est :

a. une parabole
b. le cercle de centre $\Omega$ de coordonnées $(-1; 3)$ et de
rayon $8$.
c. le cercle de centre $\Omega$ de coordonnées $(1; -3)$ et
de rayon $2\sqrt{2}$.
d. une droite

$\quad$

Correction Question 4

$\begin{align*} &x^2-2x+y^2+6y+2=0 \\
\ssi~& x^2-2x+1-1+y^2+6y+9-9+2=0\\
\ssi~& (x-1)^2+(y+3)^2=8\\
\ssi~& (x-1)^2+\left(y-(-3)\right)^2=\left(2\sqrt{2}\right)^2\end{align*}$

Il s’agit du cercle de centre $\Omega$ de coordonnées $(1; -3)$ et
de rayon $2\sqrt{2}$.

Réponse c

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 5

La loi de probabilité d’une variable aléatoire $X$ donnant le gain en euros, d’un joueur, à un jeu, est donnée par le tableau suivant :

$$\begin{array}{|c|c|c|c|}
\hline
x_i&-10&6&10\\
\hline
P\left(X=x_i\right)&~~\dfrac{1}{4}~~&~~\dfrac{3}{8}~~&~~\dfrac{3}{8}~~\\
\hline
\end{array}$$
Sur un grand nombre de parties, le gain moyen que peut espérer le joueur est :

a. $3,5$ euros
b. $4$ euros
c. $2$ euros
d. $6$ euros

$\quad$

Correction Question 5

L’espérance mathématiques de la variable aléatoire $X$ est :
$\begin{align*} E(X)&=-10\times \dfrac{1}{4}+6\times \dfrac{3}{8}+10\times \dfrac{3}{8}\\
&=3,5\end{align*}$

Réponse a

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

Une entreprise fabrique des jeux en bois. Avant sa commercialisation, chaque jeu est soumis à deux contrôles : un contrôle de peinture et un contrôle de solidité.

Après un très grand nombre de vérifications, on constate que :

  • $8 \%$ des jeux ont un défaut de peinture,
  • parmi les jeux qui n’ont pas de défaut de peinture, $5 \%$ ont un défaut de solidité,
  • $2 \%$ des jeux présentent les deux défauts.

On choisit au hasard un jeu parmi ceux fabriqués par l’entreprise. On note :

  • $T$ l’événement : « le jeu a un défaut de peinture. »
  • $S$ l’événement : « le jeu a un défaut de solidité. »
  1. Démontrer que $P_T(S) = 0,25$.
    $\quad$
  2. Recopier et compléter l’arbre pondéré de probabilité ci-dessous traduisant les données de l’énoncé.

    $\quad$
  3. Démontrer que la probabilité que le jeu choisi au hasard n’ait pas de défaut de solidité est égale à $0,934$.
    $\quad$
  4. Les jeux qui présentent un défaut de solidité sont détruits. Dans cette question, on leur attribuera un prix de vente de $0$ €.
    Les jeux ne présentant aucun défaut sont vendus $14$ € chacun.
    Les autres jeux sont vendus $9$ € chacun.
    $\quad$
    On note $X$ la variable aléatoire qui donne le prix de vente, en euros, d’un jeu.
    a. Recopier et compléter le tableau ci-dessous donnant, pour chaque valeur $x_i$ de $X$, la probabilité de l’événement $\left\{X=x_i\right\}$.
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|}
    \hline
    x_i&0&9&14\\
    \hline
    P\left(X=x_i\right)&\phantom{1234}&\phantom{1234}&\phantom{1234}\\
    \hline
    \end{array}$$
    $\quad$
    b. Quel est le prix de vente moyen d’un jeu fabriqué par cette entreprise ?
    On arrondira le résultat au centime d’euro.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. On a :
    $\begin{align*} P(T\cap S)=P(T)\times P_T(S)&\ssi 0,02=0,08P_T(S)\\
    &\ssi P_T(S)=0,25\end{align*}$
    $\quad$
  2. On obtient l’arbre pondéré :
    $\quad$
  3. $T$ et $\conj{T}$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P\left(\conj{S}\right)&=P\left(T\cap \conj{S}\right)+P\left(\conj{T}\cap \conj{S}\right) \\
    &=0,08\times 0,75+0,92\times 0,95\\
    &=0,934\end{align*}$
    La probabilité que le jeu choisi au hasard n’ait pas de défaut de solidité est égale à $0,934$.
    $\quad$
  4. a. On obtient le tableau suivant :
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|}
    \hline
    x_i&0&9&14\\
    \hline
    P\left(X=x_i\right)&0,066&0,06&0,874\\
    \hline
    \end{array}$$
    $P(X=0)=1-0,934=0,066$
    $P(X=14)=0,92\times 0,95=0,874$
    $P(X=9)=1-(0,066+0,874)=0,06$
    $\quad$
    Remarque : On peut calculer $P(X=9)$ directement.
    $\begin{align*} P(X=9)&=P\left(T\cap \conj{S}\right) \\
    &=P(T)-P(T\cap S) \\
    &=0,08-0,02\\
    &=0,06\end{align*}$
    $\quad$
    b. L’espérance mathématique de la variable aléatoire $X$ est :
    $\begin{align*} E(X)&=0\times 0,066+9\times 0,06+14\times 0,874 \\
    &=12,776\end{align*}$
    Le prix de vente moyen d’un jeu fabriqué par cette entreprise est d’environ $12,78$ €.
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

E3C2 – Spécialité maths – Probabilités – 2020

Probabilités

E3C2 – 1ère

Une fleuriste met en vente quatre sortes de bouquets dont les tarifs et la composition sont indiqués dans le tableau ci-dessous : $$\begin{array}{|l|l|}
\hline
\text{Bouquet de tulipes orange : }10,50 \text{ €}&\text{Bouquet de roses orange : }23,50 \text{ €}\\
\hline
\text{Bouquet de tulipes blanches : }11,60 \text{ €}&\text{Bouquet de roses blanches :} 25,50 \text{ €}\\
\hline
\end{array}$$

  • $72 \%$ des bouquets mis en vente ne contiennent que des roses.
  • Les autres bouquets mis en vente ne contiennent que des tulipes.
  • $20 \%$ des bouquets de tulipe mis en vente ne contiennent que des tulipes orange.
  • $36 \%$ des bouquets mis en vente ne contiennent que des roses blanches.

Un client achète au hasard un bouquet parmi ceux mis en vente par la fleuriste. On note :

  • $R$ l’événement : « Le bouquet acheté par ce client est composé de roses. »
  • $B$ l’événement : « Le bouquet acheté par ce client est composé de fleurs blanches. »

Les événements contraires des événements $R$ et $B$ sont notés respectivement $\conj{R}$ et $\conj{B}$.

  1. a. Donner, sans justifier, la probabilité $P(R\cap B)$.
    $\quad$
    b. Recopier et compléter le plus possible l’arbre de probabilité ci-dessous en traduisant uniquement les données de l’énoncé.

    $\quad$
    c. Montrer que $P(B) = 0,584$.
    $\quad$
  2. On note $X$ la variable aléatoire qui donne le prix d’un bouquet acheté par un client.
    a. Recopier et compléter le tableau ci-dessous donnant, pour chaque valeur $x_i$ de $X$, la probabilité de l’événement $\left\{X=x_i\right\}$. Justifier.
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
    \hline
    x_i&&&&\\
    \hline
    P\left(X=x_i\right)&\phantom{12345}&\phantom{12345}&\phantom{12345}&\phantom{12345}\\
    \hline
    \end{array}$$
    $\quad$
    b. Calculer l’espérance de la variable aléatoire $X$. On arrondira le résultat au centième.
    $\quad$

$\quad$

Correction Exercice

  1. a.$36 \%$ des bouquets mis en vente ne contiennent que des roses blanches.
    Donc $P(R\cap B)=0,36$
    $\quad$
    b. On obtient l’arbre pondéré suivant :

    $\quad$
    c. $R$ et $\conj{R}$ forment un système complet d’événements fini.
    D’après la formule des probabilités totales on a :
    $\begin{align*} P(B)&=P(R\cap B)+P\left(\conj{R}\cap B\right)\\
    &=0,36+0,28\times 0,8\\
    &=0,584\end{align*}$
    $\quad$
  2. a. On obtient le tableau suivant :
    $$\begin{array}{|c|c|c|c|c|}
    \hline
    x_i&10,5&11,6&23,5&25,5\\
    \hline
    P\left(X=x_i\right)&0,056&0,224&0,36&0,36\\
    \hline
    \end{array}$$
    En effet :
    $\begin{align*} P(X=25,5)&=P(R\cap B)\\
    &=0,36\end{align*}$
    $\begin{align*} P(X=10,5)&=P\left(\conj{R}\cap \conj{B}\right)\\
    &=0,28\times 0,2 \\
    &=0,056\end{align*}$
    $\begin{align*} P(X=11,6)&=P\left(\conj{R}\cap B\right)\\
    &=0,28\times 0,8 \\
    &=0,224\end{align*}$
    $\begin{align*} P(X=23,5)&=1-\left(0,056+0,224+0,36\right)\\
    &=0,36\end{align*}$
    $\quad$
    Remarque : On peut également calculer $P(X=23,5)$ directement.
    $\begin{align*} P(R\cap B)=P(R)\times P_R(B)& \ssi 0,36 = 0,72 P_R(B) \\
    &\ssi P_R(B)=\dfrac{1}{2}\end{align*}$
    Par conséquent $P_R\left(\conj{B}\right)=\dfrac{1}{2}$
    Ainsi
    $\begin{align*} P(X=23,5)&=P\left(R\cap \conj{B}\right) \\
    &=P(R)\times P_R\left(\conj{B}\right) \\
    &=0,72 \times \dfrac{1}{2} \\
    &=0,36\end{align*}$
    $\quad$b. L’espérance de la variable aléatoire $X$ est :
    $\begin{align*} E(X)&=10,5\times 0,056+11,6\times 0,224+23,5\times 0,36+25,5\times 0,36 \\
    &\approx 20,83\end{align*}$
    $\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

E3C2 – Spécialité maths – QCM – 2020

QCM

E3C2 – 1ère

Pour chacune des questions, une seule des quatre réponses proposées est correcte.
Les questions sont indépendantes.
Pour chaque question, indiquer le numéro de la question et recopier sur la copie 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 votre réponse.
Chaque réponse correcte rapporte un point. Une réponse incorrecte ou une question sans réponse n’apporte ni ne retire aucun point.

Question 1

Dans un repère orthonormé, le cercle de centre $A(2 ;-1)$ et de rayon $4$ a comme équation :

a. $(x+2)^2+(y-1)^2=16$
b. $(x-2)^2+(y+1)^2=4$
c. $(x-2)^2+(y+1)^2=16$
d. $(x+2)^2+(y-1)^2=4$

$\quad$

Correction Question 1

Une équation cartésienne du cercle est :
$(x-2)^2+\left(y-(-1)\right)^2=4^2$ soit $(x-2)^2+(y+1)^2=16$.

Réponse c

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 2

Soit la droite $(d)$ d’équation cartésienne $2x-y+1=0$.
Sachant que la droite $\left(d_1\right)$ est perpendiculaire à la droite $(d)$, une équation de $\left(d_1\right)$ peut être :

a. $x-2y+2=0$
b. $x+2y-1=0$
c. $-2x+y-1=0$
d. $x-y+2=0$

$\quad$

Correction Question 2

Un vecteur directeur de la droite $(d)$ est $\vec{u}\begin{pmatrix}1\\2\end{pmatrix}$.
La droite $\left(d_1\right)$ est perpendiculaire à la droite $(d)$ donc $\vec{u}$ est normal à la droite $(d)$.
Ainsi une équation cartésienne de $\left(d_1\right)$ est de la forme $x+2y+c=0$.

Réponse b

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 3

L’expression de $\sin(\pi-x)+\cos\left(x+\dfrac{\pi}{2}\right)$ est égale à :

a. $-2\sin(x)$
b. $0$
c. $2\sin(x)$
d. $\cos(x)-\sin(x)$

$\quad$

Correction Question 3

Pour tout réel $x$ on a :
$\begin{align*} \sin(\pi-x)+\cos\left(x+\dfrac{\pi}{2}\right)&=\sin(x)-\sin(x)\\
&=0\end{align*}$

Réponse b

$\quad$

[collapse]

$\quad$

$\quad$

Question 4

On considère la fonction polynôme du second degré $f$ définie sur $\R$ par $f(x)=-3x^2+x-5$.
Le tableau de variations de cette fonction est :

$\quad$

Correction Question 4

Le coefficient principal de cette fonction du second degré est $a=-3<0$. Cette fonction est donc d’abord croissante puis décroissante.
L’abscisse de son sommet est :
$\begin{align*} x_S&=-\dfrac{b}{2a}\\
&=-\dfrac{1}{-6}\\
&=\dfrac{1}{6}\end{align*}$

Réponse d

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Question 5

À un jeu, la variable aléatoire donnant le gain algébrique $G$ suit la loi de probabilité suivante (en euros) :
$$\begin{array}{|l|c|c|c|c|}
\hline
\text{Valeur de $\boldsymbol{G}$}&-25&-3&x&100\\
\hline
\text{Probabilité}&\dfrac{1}{3}&\dfrac{1}{6}&0,3&0,2\\
\hline
\end{array}$$
Sachant que l’espérance de $G$ est égale à $\dfrac{38}{3}$, la valeur de $x$ est :

a. $0$
b. $5$
c. $20$
d. $25$

$\quad$

Correction Question 5

$\begin{align*} &E(G)=\dfrac{38}{3}\\
\ssi~&-25\times \dfrac{1}{3}-3\times \dfrac{1}{6}+0,3x+100\times 0,2=\dfrac{38}{3} \\
\ssi~&-\dfrac{25}{3}-\dfrac{1}{2}+0,3x+20=\dfrac{38}{3} \\
\ssi~& 0,3x=1,5\\
\ssi~& x=5\end{align*}$

Réponse b

$\quad$

[collapse]

$\quad$

Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence