Fiche de mathématiques
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Bac Mathématiques Côte d'Ivoire 2024 série D

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Durée : 4 heures

Coefficient : 4


Toute calculatrice scientifique est autorisée.

2 points

exercice 1

Écris le numéro de chacun des énoncés ci-dessous suivi de VRAI si l'énoncé est vrai ou de FAUX si l'énoncé est faux.

1. Soit  f  une fonction dérivable sur un intervalle  K  et  F  une primitive de  f  sur  K. 

Les fonctions  x\mapsto F(x)+c\;,\;c\in \textbf R  sont les primitives de  f  sur  K. 

2. Le coefficient de corrélation linéaire  r  d'une série statistique double  (X\,,\,Y)  est tel que :

 -1 < r< -0,87.  La corrélation linéaire entre les variables  X  et  Y  est forte.

3. La fonction dérivée sur  \textbf R  de la fonction  x\mapsto a^x\;,\;a\in \textbf R^*_+\setminus \{1\} , est la fonction :  x\mapsto a^x. 

4. Soit  f  une fonction définie sur  ]0\;;\;+\infty[  et  \ell  un nombre réel tel que :

 \forall x\in ]0\;;\;+\infty[\,,\,|f(x)-\ell|<\dfrac 1x.  On a :  \lim\limits_{x\to +\infty}f(x)=\ell. 

2 points

exercice 2

Pour chacun des énoncés ci-dessous, les informations  a\,,\; b\,,\; c  et  d  permettent d'obtenir quatre affirmations dont une seule est vraie.

Écris le numéro de l'énoncé suivi de la lettre de l'information qui donne l'affirmation vraie.

1.  z  est un nombre complexe tel que  z=a+b\text i\,,\,a\in \textbf R\text{ et } b\in \textbf R.  Le module de  z  est égal à ...

 \white w   a)\;a^2+b^2\qquad b)\;\sqrt{a^2+b^2}\qquad c)\;a^2-b^2\qquad d)\;|a+b|. 

2. Une primitive sur  \left]0\;;\;\dfrac{\pi}{2}\right[  de la fonction  x\mapsto \dfrac{\cos x}{\sin x}  est la fonction  F  définie par ...

 \white w   a)\;F(x)=-\dfrac{1}{\sin ^2x}\qquad b)\;F(x)=-\ln(\sin x)\qquad c)\;F(x)=\ln(\sin x)\qquad d)\; F(x)=\dfrac{\cos ^2x-\sin ^2x}{(\sin x)^2}. 

3. Soit  \Omega   un point du plan. L'homothétie de centre  \Omega  et de rapport -3 est une similitude directe de centre  \Omega , de ...

 \white w   a)\;\text{rapport }-3 \text{ et d'angle }0\qquad b)\;\text{rapport }-3 \text{ et d'angle }\pi \\  \qquad c)\;\text{rapport }3 \text{ et d'angle }\pi\qquad \quad d)\; \text{rapport }3 \text{ et d'angle }0. 

4. Si  A,\,B,\,C  sont des points du plan complexe d'affixes respectives  z_A,\,z_B \text{ et }z_C  telles que  \dfrac{z_B-z_A}{z_C-z_A}=-\text i\sqrt 3 , alors ...

 \white w   a)\;ABC\text{ est un triangle rectangle en }A \qquad \qquad \qquad b)\;ABC\text{ est un triangle isocèle en }A \\  \qquad c)\;ABC\text{ est un triangle rectangle isocèle en }A\qquad \quad d)\; \text{les points }ABC \text{ sont alignés.}  

3 points

exercice 3

Dans le cadre du programme jeunesse d'un gouvernement, une enquête a été menée en 2023 sur l'ensemble des élèves issus d'un centre de formation professionnelle.

Cette enquête a révélé que 40% de ces élèves sont des bacheliers. Parmi ces bacheliers, 90% ont obtenu un emploi et parmi les non bacheliers, 70% ont obtenu un emploi.

1. On choisit au hasard un élève issu de ce centre.

Démontre que la probabilité que cet élève ait obtenu un emploi est 0,78.

2. On admet que le centre a formé suffisammment d'élèves.

On choisit au hasard 5 élèves issus du centre et on désigne par  X  la variable aléatoire égale au nombre d'élèves ayant obtenu un emploi.

 \white w  a. On admet que X  suit une loi binomiale de paramètres 5 et 0,78. Calcule l'espérance mathématique  E(X)  de  X  et interprète le résultat.

 \white w  b. Calcule la probabilité qu'au moins 3 de ces élèves aient obtenu un emploi.

3 points

exercice 4

On se propose de chercher la fonction  f , dérivable sur  \textbf R , solution de l'équation différentielle  (E)\;:\;y'-2y=-4x-4  telle que  f(0)=1 , puis déterminer une valeur approchée de l'équation  x\in [0\;;\;+\infty[\,,\,f(x)=-1. 

1. Démontre que la fonction  h  définie sur  \textbf R  par :  h(x)=2x+3  est une solution de  (E). 

2. Soit l'équation différentielle  (E')\;:\;y'-2y=0.  Détermine les solutions sur  \textbf R  de  (E'). 

3. Soit  g  une fonction dérivable sur  \textbf R. 

 \white w   a. Démontre que  g  est solution de  (E)  si et seulement si  g-h  est une solution de  (E'). 

 \white w   b. Déduis des questions précédentes les solutions de  (E). 

 \white w   c. Justifie que la fonction  f  cherchée est définie sur  \textbf R  par :  f(x)=-2\text e^{2x}+2x+3. 

4. a. Justifie que  f  est strictement décroissante sur  x\in [0\;;\;+\infty[. 

 \white w   b. Démontrer que l'équation  x\in [0\;;\;+\infty[\,,\,f(x)=-1 , admet une solution unique  \alpha  telle que :  0,4< \alpha < 0,5. 

5 points

exercice 5

Le but de cet exercice est de démontrer qu'une fonction est bijective et d'effectuer un calcul d'aire.

Le plan est muni d'un repère orthonormé  (0, I, J)  d'unité graphique 2 cm.

On considère la fonction numérique  h , continue sur  ]1\;;\;+\infty[  et définie par :  h(x)=\dfrac{x+1}{x\ln x}. 

On note  (\mathcal C)  sa courbe représentative dans le repère  (0, I, J). 

1. Démontre que :  \forall x\in ]1\;;\;+\infty[\,,\;1+x+\ln x > 0. 

2. a. Calcule la limite de  h  à droite en 1, puis interprète graphiquement le résultat.

 \white w   b. Démontre que l'axe des abscisses est une asymptote à la courbe  (\mathcal C)  de  h  en  +\infty. 

3. a. Démontre que :  \forall x\in ]1\;;\;+\infty[\,,\;h'(x)=-\dfrac{1+x+\ln x}{(x\ln x)^2}. 

 \white w   b. Justifie que :  \forall x\in ]1\;;\;+\infty[\,,\; h'(x)< 0. 

4. Démontre que  h  est une bijection de  ]1\;;\;+\infty[  dans un intervalle  K  à préciser.

5. Soit  (\Gamma )  la courbe représentative de la fonction  g  définie sur  ]1\;;\;+\infty[  par :  g(x)=\dfrac{1}{\ln x}.  Démontre que  (\mathcal C)  est au dessus de  (\Gamma )  sur  ]1\;;\;+\infty[ .

6. a. Justifie que :  \begin{aligned}\int_{\text e}^{\text e^2}\dfrac{1}{x\ln x}\end{aligned}=\ln 2. 

 \white w   b. Détermine l'aire  \mathcal A  en  \text{cm}^2  de la partie du plan limitée par  (\mathcal C)\,,\,(\Gamma )  et les droites d'équations  x=\text e  et  x=\text e^2. 

5 points

exercice 6

Monsieur Zahui, un entrepreneur, vient d'acquérir avec la mairie de sa ville natale un terrain qu'il doit mettre en valeur. Il souhaite construire sur ce terrain un marché de produits vivriers pour aider les femmes à écouler facilement leurs marchandises. Il dispose de 20 000 000 F CFA et voudrait doubler cette somme avant de commencer à réaliser son projet. Il sollicite une institution financière qui lui propose d'épargner cette somme à un taux annuel de 6,9 %.

Monsieur Zahui voudrait savoir le nombre minimum d'années qu'il lui faut pour commencer le projet. Ne sachant pas comment s'y prendre, il te sollicite.

A l'aide d'une argumentation basée sur tes connaissances mathématiques, réponds à la préoccupation de Monsieur Zahui.
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