Polynésie 7 Juin 2013 - Corrigéespacemath.weebly.com/uploads/1/8/8/8/18888388/... · Polynésie – 7 Juin 2013 - Corrigé Exercice 1 (6 points) On considère la fonction définie
Post on 30-Jul-2020
0 Views
Preview:
Transcript
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 1
Polynésie – 7 Juin 2013 - Corrigé
Exercice 1 (6 points)
On considère la fonction définie sur ℝ par . On note la courbe représentative de
la fonction dans un repère orthogonal.
1) Étude de la fonction
a) Déterminer les points d’intersection de la courbe avec les axes du repère.
Intersection de avec l’axe :
.
Le point d’intersection de avec l’axe des ordonnées a pour coordonnées .
Intersection de avec l’axe :
On résout l’équation
La fonction étant strictement positive sur ℝ, on a :
La courbe a donc un unique point d’intersection avec l’axe des abscisses de coordonnées .
b) Étudier les limites de la fonction en et en . En déduire les éventuelles asymptotes à la
courbe .
Limite en
Limite en
On pose
c) Étudier les variations de la fonction sur ℝ.
La fonction est dérivable sur ℝ f v ℝ.
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 2
Sur ℝ, donc a le même signe que D ù le tableau de signes :
+
0
Sur v , donc est strictement croissante.
S v , donc est strictement décroissante.
est le maximum de ℝ
2) Calcul d’une valeur approchée de l’aire sous une courbe
On note le domaine compris entre l’axe des abscisses, la courbe et les droites d’équation
et . On approche l’aire du domaine en calculant une somme d’aires de rectangles.
a) Dans cette question, on découpe l’intervalle en quatre intervalles de même longueur :
Sur l’intervalle
, on construit un rectangle de hauteur
Sur l’intervalle
, on construit un rectangle de hauteur
Sur l’intervalle
, on construit un rectangle de hauteur
Sur l’intervalle
, on construit un rectangle de hauteur
Cette construction est illustrée ci-dessous :
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 3
L’algorithme suivant permet d’obtenir une valeur approchée de l’aire du domaine en ajoutant les
aires des quatre rectangles précédents :
Variables : k est un nombre entier
S est un nombre réel
Initialisation : Affecter à S la valeur 0
Traitement : Pour k variant de 0 à 3
Affecter à S la valeur S+
(
)
Fin Pour
Sortie : Afficher S
Donner une valeur approchée à près du résultat affiché par cet algorithme.
Initialisation : S
Pour ,
Pour ,
Pour ,
Pour ,
La valeur approchée affichée à près est
b) Dans cette question, est un nombre entier strictement supérieur à 1. On découpe l’intervalle
en intervalles de même longueur. Sur chacun de ces intervalles, on construit un rectangle
en procédant de la même manière qu’à la question 2)a).
Modifier l’algorithme précédant afin qu’il affiche en sortie la somme des aires des rectangles
ainsi construits.
Variables : N est un nombre entier non nul
k est un nombre entier
S est un nombre réel
Initialisation : Affecter à S la valeur 0
Traitement : Pour k variant de 0 à N
Affecter à S la valeur S+
(
)
Fin Pour
Sortie : Afficher S
3) Calcul de la valeur exacte de l’aire sous une courbe.
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 4
Soit la fonction définie sur ℝ par . On admet que la fonction est une primitive
de la fonction sur ℝ.
a) Calculer l’aire exacte du domaine , exprimée en unité d’aire.
b) Donner une valeur approchée à près de l’erreur commise en remplaçant par la valeur
approchée trouvée au moyen de l’algorithme à la question 2)a), c’est-à-dire de l’écart entre ces
deux valeurs.
L’erreur commise est
à près.
Exercice 2 (4 points)
Cet exercice est un questionnaire à choix multiples. Aucune justification n’est demandée. Pour
chacune des questions, une seule des quatre propositions est exacte. Chaque réponse correcte
rapporte un point. Une réponse erronée ou une absence de réponse n’ôte pas de points. Le candidat
indiquera sur la copie le numéro de la question et la réponse choisie.
1) Soit
et
. La forme exponentielle de
est :
a)
b)
c)
d)
Réponse d
Autre méthode :
2) L’équation – , d’inconnue complexe , admet :
a) Une solution
b) Deux solutions
c) Une infinité de solutions dont les points images dans le plan complexe sont situés sur une droite
d) Une infinité de solutions dont les points images dans le plan complexe sont situés sur un cercle
Réponse c
On pose avec et réels. Alors – et
– ℝ
ℝ
est l’affixe d’un point de l’axe des imaginaires
purs.
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 5
3) Dans un repère de l’espace, on considère les trois points . La
droite parallèle à la droite passant par le point a pour représentation paramétrique :
a)
ℝ b)
ℝ c)
ℝ d)
ℝ
Réponse a
Le vecteur
est un vecteur directeur de toute droite parallèle à .
Cette droite passe par le point Donc une représentation paramétrique de la droite
parallèle à la droite passant par le point est
ℝ
4) Dans un repère orthonormé de l’espace, on considère le plan passant par le point et
de vecteur normal , et la droite de représentation paramétrique
ℝ
a) La droite est perpendiculaire au plan .
b) La droite est parallèle au plan et n’a pas de point commun avec le plan .
c) La droite et le plan sont sécants.
d) La droite est incluse dans le plan .
Réponse b
Soit un vecteur directeur de .
est donc parallèle au plan .
Le plan a pour équation . Comme on a
Soit
On considère le point appartenant à . Ses coordonnées ne vérifient pas l’équation du plan
donc n’est pas incluse dans P. La droite et le plan sont strictement parallèles.
Autre méthode : On teste sur les points de si les coordonnées vérifient l’équation. Ces coordonnées
sont avec réel quelconque. D’où:
Donc la droite n’est pas incluse dans
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 6
Exercice 3 (5 points)
Les trois parties peuvent être traitées de façon indépendante.
Thomas possède un lecteur MP3 sur lequel il a stocké plusieurs milliers de morceaux musicaux.
L’ensemble des morceaux musicaux qu’il possède se divisent en trois genres distincts selon la
répartition suivante :
30% de musique classique, 45% de variété, le restant étant du jazz.
Thomas a utilisé deux qualités d’encodage pour stocker ses morceaux musicaux : un encodage de
haute qualité et un encodage standard. On sait que :
Les
des morceaux de musique classique sont encodés en haute qualité
Les
des morceaux de variété sont encodés en qualité standard.
On considérera les évènements suivants :
: « Le morceau écouté est un morceau de musique classique »
: « Le morceau écouté est un morceau de variété »
: « Le morceau écouté est un morceau de jazz »
: « Le morceau écouté est encodé en haute qualité »
: « Le morceau écouté est encodé en qualité standard»
Partie 1
Thomas décide d’écouter un morceau au hasard parmi tous les
morceaux stockés sur son MP3 en utilisant la fonction « lecture
aléatoire ».
On pourra s’aider d’un arbre de probabilité.
1) Quelle est la probabilité qu’il s’agisse d’un morceau de musique
classique encodé en haute qualité ?
2) On sait que
a) Les évènements et sont-ils indépendants ?
Donc ce qui prouve que les évènements et ne sont pas indépendants.
b) Calculer et .
Les évènements et forment une partition de l’univers.
Donc, d’après la formule des probabilités totales, on a :
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 7
Ainsi
Partie 2
Pendant un long trajet en train, Thomas écoute, en utilisant la fonction « lecture aléatoire » de son
MP3, 60 morceaux de musique.
1) Déterminer l’intervalle de fluctuation asymptotique au seuil de 95% de la proportion de morceaux
de musique classique dans un échantillon de taille 60.
La probabilité d’écouter un morceau de musique classique est . On considère un échantillon de
taille
Les conditions d’utilisation d’intervalle de fluctuation asymptotique sont vérifiées car ,
et .
L’intervalle de fluctuation asymptotique au seuil de 95% est
à près.
2) Thomas a comptabilisé qu’il avait écouté 12 morceaux de musique classique pendant son voyage.
Peut-on penser que la fonction « lecture aléatoire » du lecteur MP3 est défectueuse ?
La proportion de morceaux de musique classique écoutés est
Cette fréquence est dans l’intervalle de fluctuation asymptotique. Donc au seuil de 95%, il n’y a pas de
raison de penser que la fonction « lecture aléatoire » du lecteur MP3 est défectueuse.
Partie 3
On considère la variable aléatoire qui, à chaque chanson stockée sur le lecteur MP3, associe sa durée
exprimée en secondes et on établit que suit la loi normale d’espérance 200 et d’écart-type 20.
On pourra utiliser le tableau fournit en annexe dans lequel les valeurs sont arrondies au millième le plus
proche.
On écoute un morceau musical au hasard.
1) Donner une valeur approchée à près de
à près.
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 8
2) Donner une valeur approchée à près de la probabilité que le morceau écouté dure plus de 4
minutes.
4 minutes correspondent à 240 secondes.
à près.
Autre méthode : D’où
à près.
Annexe
140 0,001
150 0,006
160 0,023
170 0,067
180 0,159
190 0,309
200 0,500
210 0,691
220 0,841
230 0,933
240 0,977
250 0,994
260 0,999
Exercice 4 (5 points)
On considère la suite définie par
et telle que pour tout entier naturel ,
.
1) a) Calculer et .
et
b) Démontrer par récurrence que, pour tout entier naturel ,
Initialisation :
donc la propriété est vraie au rang 0
Hérédité : Supposons qu’il existe un entier naturel tel que
et donc
par quotient de deux termes strictement
positifs.
Donc . L’hérédité est prouvée.
Conclusion : Pour tout entier naturel ,
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 9
2) On admet que, pour tout entier naturel , .
a) Démontrer que la suite est croissante
Première méthode :
On sait que, pour tout entier naturel ,
car la fonction inverse est décroissante sur
On en déduit que, pour tout entier naturel ,
, donc ce qui signifie que la suite
est croissante.
Deuxième méthode :
Donc, par produit et quotient de termes positifs,
, c’est-à-dire , ce qui signifie que la suite est croissante.
b) Démontrer que la suite converge
La suite est croissante et majorée par 1, elle converge donc vers une limite telle que .
3) Soit la suite définie, pour tout entier naturel ,
a) Montrer que la suite est une suite géométrique de raison 3.
Donc est la suite géométrique de raison 3 et de premier terme
b) Exprimer, pour tout entier naturel , en fonction de .
est la suite géométrique de raison et de premier terme . On en déduit son expression
en fonction en fonction de : soit .
N. Duceux – Lycée Paul Doumer – Année 2012/13 Page 10
c) En déduire que, pour tout entier naturel
S
en remplaçant par son expression en fonction de .
d) Déterminer la limite de la suite .
v
top related