Fiche de mathématiques
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Baccalauréat Général 2022

Épreuve d'enseignement de spécialité

Mathématiques

Polynésie Jour 2

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Durée de l'épreuve : 4 heures



L'usage de la calculatrice avec mode examen actif est autorisé.
L'usage de la calculatrice sans mémoire, "type collège" est autorisé.


Le sujet propose 4 exercices.
Le candidat choisit 3 exercices parmi les 4 exercices et ne doit traiter que ces 3 exercices.

Chaque exercice est noté sur 7 points (le total sera ramené sur 20 points).
Les traces de recherche, même incomplètes ou infructueuses, seront prises en compte.

7 points

exercice 1

Thèmes : fonctions, primitives, probabilités

Cet exercice est un questionnaire à choix multiples. Pour cahcune des six questions suivantes, une seule des quatre réponses proposées est exacte.
Une réponse fausse, une réponse multiple ou l'absence de réponse à une question ne rapporte ni n'enlève de point.
Pour répondre, indiquer sur le copie le numéro de la question et la mettre de la réponse choisie. Aucune justification n'est demandée.


1. On considère la fonction f définie et dérivable sur ]0 ; +infini[ par :

f(x)=x\ln (x) - x +1 .


Parmi les quatre expressions suivantes, laquelle est celle de la fonction dérivée de f ?

\begin{matrix} \textbf{a.}& \ln(x) \hspace*{2cm}& \textbf{b.} &\dfrac 1 x -1  \hspace*{2cm} & \textbf{c.}&\ln(x)-2\hspace*{2cm} & \textbf{d.}& \ln(x) -1 \end{matrix}

2. On considère la fonction g définie sur ]0 ; +infini[ par g(x)=x^2\,[1-\ln (x)].

Parmi les quatre affirmations suivantes, laquelle est correcte ?

\begin{matrix} \textbf{a.}&{\lim\limits_{x\to 0}\,g(x)=+\infty} \qquad \qquad & \textbf{b.} &{\lim\limits_{x\to 0}\,g(x)=-\infty}  \qquad \qquad  & \textbf{c.}&{\lim\limits_{x\to 0}\,g(x)= 0} \qquad \qquad & \textbf{d.}& \text{La fonction } g \text{ n'admet pas de limite en 0}\end{matrix}

3. On considère la fonction f définie sur R par f(x)=x^3-0,9x^2-0,1x.

Le nombre de solutions de l'équation f(x)=0 sur R est :

\begin{matrix} \textbf{a.}& 0 \qquad \hspace*{2.4cm} & \textbf{b.} &1 \qquad  \hspace*{2cm} & \textbf{c.}&2\qquad \hspace*{2cm}& \textbf{d.}& 3\end{matrix}

4. Si H est une primitive d'une fonction h définie et continue sur R,
et si k est la fonction définie sur R par k(x)=h(2x),
alors, une primitive K de k est définie sur R par :

\begin{matrix} \textbf{a.}& K(x)=H(2x) \hspace*{1.2cm} & \textbf{b.} &K(x)=2H(2x) \hspace*{0.4cm}  & \textbf{c.}& K(x)=\frac1 2 H(2x)\hspace*{0.4cm} & \textbf{d.}& K(x)=2H(x)\end{matrix}

5. L'équation réduite de la tangente au point d'abscisse 1 de la courbe de la fonction f définie sur R par f(x)=x\,\text e ^x est :

\begin{matrix} \textbf{a.}& y=\text e \,x + \text e  \hspace*{1.8cm} & \textbf{b.} & y=2\,\text e\, x - \text e  \hspace*{0.9cm}  & \textbf{c.}& y=2\,\text e \,x + \text e \hspace*{0.9cm} & \textbf{d.}& y=\text e\,x  \end{matrix}

6. Les nombres entiers n solutions de l'inéquation (0,2)^n < 0,001 sont tous les nombres entiers n tels que :

\begin{matrix} \textbf{a.}& n\le 4  \hspace*{2.6cm} & \textbf{b.} & n\le 5  \hspace*{2cm}  & \textbf{c.}& n\ge 4\hspace*{2cm} & \textbf{d.}& n\ge 5 \end{matrix}

7 points

exercice 2

Thème : probabilités

Les douanes s'intéressent aux importations de casques audio portant le logo d'une certaine marque. Les saisies des douanes permettent d'estimer que :
{\white{w}}\bullet \quad 20\% des casques audio portant le logo de cette marque sont des contrefaçons ;
{\white{w}}\bullet \quad 2\% des casques non contrefaits présentent un défaut de conception ;
{\white{w}}\bullet \quad 10\% des casques contrefaits présentent un défaut de conception.

L'agence des fraudes commande au hasard sur un site internet un casque affichant le logo de la marque. On considère les événements suivants :
{\white{w}}\bullet \quad C \;: "le casque est contrefait" ;
{\white{w}}\bullet \quad D \;: "le casque présente un défaut de conception" ;
{\white{w}}\bullet \quad \overline C \text{ et } \overline D \; désignent respectivement les événements contraires de C et D.

Dans l'ensemble de l'exercice, les probabilités seront arrondies à 10-3 si nécessaire.

Partie 1

1. Calculer P(C\cap D) . On pourra s'appuyer sur un arbre pondéré.
2. Démontrer que P(D)=0,036.
3. Le casque a un défaut. Quelle est la probabilité qu'il soit contrefait ?

Partie 2

On commande n casques portant le logo de cette marque. On assimile cette expérience à un tirage aléatoire avec remise. On note X la variable aléatoire qui donne le nombre de casques présentant un défaut de conception dans ce lot.

1. Dans cette question, n = 35.
{\white{w}}\textbf {a. }{\white{w}} Justifier que X suit une loi binomiale \mathcal{B}(n\,,p)n = 35 et p = 0,036.
{\white{w}}\textbf {b. }{\white{w}} Calculer la probabilité qu'il y ait parmi les casques commandés, exactement un casque présentant un défaut de conception.
{\white{w}}\textbf {c. }{\white{w}} Calculer P(X\le 1).

2. Dans cette question, n n'est pas fixé.
Quel doit être le nombre minimal de casques à commander pour que la probabilité qu'au moins un casque présente un défaut soit supérieure à 0,99 ?

7 points

exercice 3

Thèmes : suites, fonctions

Au début de l'année 2021, une colonie d'oiseaux comptait 40 individus. L'observation conduit à modéliser l'évolution de la population par la suite (un ) définie pour tout entier naturel n par :

\left\lbrace\begin{matrix} u_0 & = & 40\\ u_{n+1}& =& 0,008\,u_n(200-u_n) \end{matrix}\right.


où un désigne le nombre d'individus au début de l'année (2021+n).

1. Donner une estimation, selon ce modèle, du nombre d'oiseaux dans la colonie au début de l'année 2022.

On considère la fonction f définie sur l'intervalle [0; 100] par  f (x) = 0,008\,x\,(200- x).

2. Résoudre dans l'intervalle [0; 100] l'équation f (x) = x.
3. a. Démontrer que la fonction f est croissante sur l'intervalle [0; 100] et dresser son tableau de variations.
\white wi b. En remarquant que, pour tout entier naturel n, u_{n+1} = f (u_n) démontrer par récurrence que, pour tout entier naturel n :

\white wi 0 \le u_n \le u_{n+1} \le 100.

\white wi c. En déduire que la suite (un ) est convergente.
\white wi d. Déterminer la limite \ell de la suite (un ) . Interpréter le résultat dans le contexte de l'exercice.

4. On considère l'algorithme suivant :

Bac général spécialité maths 2022 Polynésie (2) : image 2


L'exécution de seuil(100) ne renvoie aucune valeur. Expliquer pourquoi à l'aide de la question 3.

7 points

exercice 4

Thèmes : géométrie dans le plan et dans l'espace

On considère le cube ABCDEFGH d'arête de longueur 1.
L'espace est muni du repère orthonormé \left(\text A\;;\overrightarrow{\text A\text B }\,,\overrightarrow{\text A\text D }\,, \overrightarrow{\text A\text E }\right). Le point I est le milieu du segment [EF], K le centre du carré ADHE et O le milieu du segment [AG].

Bac général spécialité maths 2022 Polynésie (2) : image 1


Le but de l'exercice est de calculer de deux manières différentes, la distance du point B au plan (AIG).

Partie 1. Première méthode

1. Donner, sans justification, les coordonnées des points A, B, et G.
\white{w}On admet que les points I et K ont pour coordonnées \text I (\frac 12\,;0\,;1)\text{ et K } (0\,;\frac 12\,;\frac 12).

2. Démontrer que la droite (BK) est orthogonale au plan (AIG).

3. Vérifier qu'une équation cartésienne du plan (AIG) est : 2x - y - z = 0.

4. Donner une représentation paramétrique de la droite (BK).

5. En déduire que le projeté orthogonal L du point B sur le plan (AIG) a pour coordonnées \text L (\dfrac 13 \,; \dfrac 13 \,;\dfrac 13 ).

6. Déterminer la distance du point B au plan (AIG).


Partie 2. Deuxième méthode

On rappelle que le volume V d'une pyramide est donné par la formule {\white i} V =\dfrac 1 3 \,b\times h , b est l'aire d'une base et h la hauteur associée à cette base.

1. a. Justifier que dans le tétraèdre ABIG, [GF] est la hauteur relative à la base AIB.
\white wi b. En déduire le volume du tétraèdre ABIG.

2. On admet que AI = IG = \frac{\sqrt 5}{2} et que AG = \sqrt 3
\white wi Démontrer que l'aire du triangle isocèle AIG est égale à \frac{\sqrt 6}{4} unité d'aire.

3. En déduire la distance du point B au plan (AIG).
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