Baccalauréat S Pondichéry 1er avril

Description

Niveau: Secondaire, Lycée
Baccalauréat S Pondichéry 1er avril 2004 Exercice 1 3 points 1. Soit u la suite définie par : ? ? ? u0 = 0 un+1 = 1 2?un pour tout entier naturel n a. Calculer u1, u2 et u3. On exprimera chacun de ces termes sous forme d'une fraction irréductible. b. Comparer les quatre premiers termes de la suite u aux quatre premiers termes de la suite w définie surN par wn = n n+1 . c. À l'aide d'un raisonnement par récurrence, démontrer que, pour tout en- tier naturel n, un = wn . 2. Soit v la suite de terme général vn défini par vn = ln ( n n+1 ) où ln désigne la fonction logarithme népérien. a. Montrer que v1+ v2+ v3 =? ln4. b. Soit Sn la somme définie pour tout entier naturel non nul n par : Sn = v1+ v2+·· ·+ vn . Exprimer Snen fonction de n. Déterminer la limite de Sn lorsque n tend vers +∞. Exercice 2 4 points Un joueur dispose d'un dé cubique bien équilibré dont les faces sont numéro- tées de 1 à 6, et de trois urnes U1, U2 et U3 contenant chacune k boules, où k désigne un entier naturel supérieur ou égal à 3.

• intersection du cône ? et de la sphères


• limites de ? en ?∞


• boule


• boule dans l'urne u1


• signe de ?


• affixe


• repère orthonormal direct

Sujets

• Affixe

Informations

• Publié par: apmep
• Publié le: 01 avril 2004
• Nombre de lectures: 44
• Langue: Français

Extrait

er Baccalauréat S Pondichéry1avril 2004 Exercice 13 points  u 0 =0  1.Soitu 1 la suite définie par :  u n+1 =pour tout entier natureln 2−u n a.Calculeru 1 ,u 2 etu 3 . On exprimera chacun de ces termes sous forme d’une fraction irréductible. b.Comparer les quatre premiers termes de la suiteuaux quatre premiers n termes de la suitewdéfinie surNparw n =. n+1 c.À l’aide d’un raisonnement par récurrence, démontrer que, pour tout en tier natureln,u n =w n .   n 2.Soitvla suite de terme généralv n défini parv n =ln oùln désigne la n+1 fonction logarithme népérien. a.Montrer quev 1 +v 2 +v 3 = −ln 4. b.SoitS n la somme définie pour tout entier naturel non nulnpar : S n =v 1 +v 2 + ∙ ∙ ∙ +v n . ExprimerS n en fonction den. Déterminer la limite deS n lorsquentend vers+∞.

Exercice 24 points Un joueur dispose d’un dé cubique bien équilibré dont les faces sont numéro tées de 1 à 6, et de trois urnes U 1 , U 2 et U 3 contenant chacunekboules, oùkdésigne un entier naturel supérieur ou égal à 3. Il y a trois boules noires dans l’urne U 1 , deux boules noires dans l’urne U 2 et une boule noire dans l’urne U 3 , et toutes les autres boules contenues dans les urnes sont blanches. Les boules sont indiscernables au toucher. Une partie se déroule de la façon suivante : le joueur lance le dé, •s’il obtient le numéro 1, il prend au hasard une boule dans l’urne U 1 , note sa couleur et la remet dans l’urne U 1 ; •s’il obtient un multiple de trois, il prend au hasard une boule dans l’urne U 2 , note sa couleur et la remet dans l’urne U 2 ; •si le numéro amené par le dé n’est ni le 1 ni un multiple de trois, il prend au hasard une boule dans l’urne U 3 , note sa couleur et la remet dans l’urne U 3 . On désigne par A, B, C, et N les évènements suivants : A : « Le dé amène le numéro 1. » B : « Le dé amène un multiple de trois. » C : « Le dé amène un numéro qui n’est ni le 1, ni un multiple de 3. » N : « La boule tirée est noire.»

1.Le joueur joue une partie.

5 a.Montrer que la probabilité qu’il obtienne une boule noire est égale à. 3k b.Calculer la probabilité que le dé ait amené le 1 sachant que la boule tirée est noire. c.Déterminerkpour que la probabilité d’obtenir une boule noire soit su 1 périeure à. 2

Baccalauréat S avril 2004

d.Déterminerkpour que la probabilité d’obtenir une boule noire soit égale 1 à . 30 2.Dans cette question,kest choisi pour que la probabilité d’obtenir une boule 1 noire en jouant une partie soit égale à. 30 Le joueur joue 20 parties, indépendantes les unes des autres. −3 Calculer, sous forme exacte puis arrondie à 10, la probabilité qu’il obtienne au moins une fois une boule noire.

Exercice 3

Partie A : Étude d’une fonction auxiliaire Soitϕla fonction définie surRpar

2−x ϕ(x)=(x+x+1)e−1.

8 points

1. a.Déterminer les limites deϕen−∞et en+∞. b.Étudier le sens de variations deϕpuis dresser son tableau de variations surR. 2.Démontrer que l’équationϕ(x)=0 admet deux solutions dansR, dont l’une dans l’intervalle [1 ;+ ∞[, qui sera notéeα. −2 Déterminer un encadrement d’amplitude 10deα. 3.En déduire le signe deϕ(x) surRet le présenter dans un tableau.

Partie B : Étude de la position relative de deux courbes et calcul d’aire Sur la feuille annexe page 5 sont tracées les courbes représentatives de deux fonctionsfetg. Les fonctionsfetgsont définies surRpar :

2x+1 −x f(x)=(2x+1)e etg(x)=. 2 x+x+1   −→−→ Leurs courbes représentatives dans un repère orthogonalO,ı,sont notéesC f etC g . 1.Démontrer que les deux courbes passent par le point A de coordonnées (0 ; 1) et admettent en ce point la même tangente. (2x+1)ϕ(x) a.Démontrer que, pour tout nombre réelx,f(x)−g(x)=oùϕ 2 x+x+1 est la fonction étudiée dans lapartie A. b.À l’aide d’un tableau, étudier le signe def(x)−g(x) surR. c.En déduire la position relative des courbesC f etC g . 2. a.Montrer que la fonctionhdéfinie surRpar   −x2 h(x)=(−2x−3)e−lnx+x+1 est une primitive surRde la fonctionx→f(x)−g(x). b.En déduire l’aireA, exprimée en unités d’aire, de la partie du plan déli 1 mitée par les deux courbesC f etC g et les droites d’équationsx= −et 2 x=0. −4 Donner la valeur exacte puis la valeur arrondie à 10de cette aire.

Pondichéry

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Baccalauréat S avril 2004

Exercice 4 : enseignement obligatoire5 points Partie A 1.Résoudre dans l’ensemble des nombres complexes l’équation : 2 z−2z+4=0.   Les solutions seront notéeszetz,zdésignant la solution dont la partie ima ginaire est positive. Donner les solutions sous forme algébrique puis sous forme exponentielle.   2004  2.Donner la valeur exacte dezsous forme exponentielle puis sous forme algébrique.

Partie B   −→−→ Le plan complexe est muni d’un repère orthonormal directO,u,v; (unité graphique : 2 cm).

1.Montrer que les points A d’affixe 1+i 3et B d’affixe 1−i 3sont sur un même cercle de centre O dont on précisera le rayon. Tracer ce cercle puis construire les points A et B. π  2.l’image du point O par la rotationOn note Or 1 de centre A et d’angle−et 2 π  B l’imagedu point B par la rotationr 2 de centre A et d’angle+. 2   Calculer les affixes des points Oet Bet construire ces points. 3.Soit I le milieu du segment [OB].

  a.?Que peuton conjecturer pour la droite (AI) dans le triangle AO B −→ b.Calculer l’affixe du vecteur AI. −−→   Montrer que l’affixe du vecteur O Best égale à 33−i. c.La conjecture émise à laquestion a.?.estelle vraie

Exercice 4 : exercice de spécialité   −→−→ −→ L’espace (E) est muni d’un repère orthonormalO,ı,,k. On considère les points A(0 ; 5 ; 5) et B(0 ; 0 ; 10).

5 points

1.Dans cette question, on se place dans le plan P 0 d’équationx=0 rapporté au   −→ −→ repère O,,k. On noteCle cercle de centre B passant par A. Démontrer que la droite (OA) est tangente au cercleC. 2.On nommeSla sphère engendrée par la rotation du cercleCautour de l’axe (Oz) etΓle cône engendré par la rotation de la droite (OA) autour de l’axe (Oz).

2 2 2 a.Démontrer que le côneΓadmet pour équationx+y=z. b.Déterminer l’intersection du côneΓet de la sphèreS. Préciser la nature de cette intersection et ses éléments caractéristiques. c.Illustrer ces objets par un schéma dans l’espace.

3.On coupe le côneΓpar le plan P 1 d’équationx=1. Dans P 1 , l’une des trois figures cidessous représente cette intersection. Identifier cette figure en donnant les justifications nécessaires. 4.SoitM(x,y,z) un point du côneΓdont les coordonnées sont des entiers re latifs non nuls. Démontrer quexetyne peuvent pas être simultanément im pairs.

Pondichéry

3

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Figure 1

Figure 2

4

Baccalauréat S avril 2004

Figure 3

−1

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1,5

1

0,5

O

−0,5

−1

Exercice 3

1

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