Génie mécanique, électronique, électrique et arts appliqués 2002 S.T.I (Génie Mécanique) Baccalauréat technologique

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Examen du Secondaire Baccalauréat technologique. Sujet de Génie mécanique, électronique, électrique et arts appliqués 2002. Retrouvez le corrigé Génie mécanique, électronique, électrique et arts appliqués 2002 sur Bankexam.fr.
Publié le : mercredi 7 mars 2007
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[Baccalauréat STI 2002\
L’intégrale de septembre 2001 à juin 2002
France Génie électronique septembre 2001 . . . . . . . . . . 3 Nouvelle–Calédonie Génie mécanique nov. 2001 . . . . . 6 France F 11 F 11 . . . . . . . . . . . . . .  .juin 2002. . . . . . . . . . . . . 8
France Génie électronique juin 2002 . . . . . . . . . . . . . . . . 11 France Génie des matériaux juin 2002 . . . . . . . . . . . . . . . 13 France Génie mécanique juin 2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Antilles Génie mécanique juin 2002 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
La Réunion Génie mécanique juin 2002 . . . . . . . . . . . . . 21 La Réunion Génie électronique juin 2002 . . . . . . . . . . . 24
2
L’in
t
égrale
2002
[Baccalauréat STI France septembre 2001\ Génie électronique, électrotechnique, optique
Durée : 4 heures
Coefficient : 4
ECICEXER15 points On lance trois fois de suite une pièce de monnaie et l’on note, dans l’ordre les résultats obtenus ; par exemple PFF correspond à « Pile - Face - Face ». Les résultats sont équiprobables. 1. a. pourÀ l’aide d’un arbre, écrire tous les résultats possibles et i ndiquer chacun de ces résultats le nombre de fois où on a obtenu « Face » . b.SoitXla variable aléatoire égale au nombre de fois où on a obtenu « Face » sur les trois lancers. Donner, sous forme d’un tableau, la loi de probabi-lité deX. 2.Une personne mise 10 euros pour participer à un jeu qui consiste à lancer trois fois de suite la pièce de monnaie. Face », le joueur ne reçoit ri en.S’il a obtenu moins de deux fois « 2 fois « Face », le joueur reçoit 10 euros.S’il a obtenu exactement S’il a obtenu exactement trois fois « Face », le joueur reçoit 30 euros. On désigne parYau gain algébrique du joueur (c’est-la variable aléatoire égale à-dire la différence entre la somme reçue et sa mise). a.Déterminer les valeurs que peut prendreY. b.Donner la loi de probabilité deY. c.Calculer l’espérance mathématique deY. 3. à-dire que E(On veut modifier la mise pour que le jeu soit équitable, c’est-Y) soit égal à 0. Déterminer cette nouvelle mise en justifiant votre réponse.
EECIXERC25 points Le but de l’exercice est le calcul de l’intégraleZ2πsin(2x)dx. 012 sinx Pour cela, on introduit les fonctionsfetgdéfinies sur l’intervaleh0 ;π2ipar : sin(2x) f(x)etg(x)1ocis2sx 12 sinxnx π π ainsi que les intégrales : IZ02f(x) dxet JZ02g(x) dx. 1. a.Montrer quef(x)g(x)cosx. b.En déduire que I + J = 1. 2. a.Calculer la dérivée de la fonctionudéfinie sur l’intervalleh0 ; 2πipar : u(x)12 sinx. tiongsur l’intervallehπ2i. b. 0En déduire une primitive de la fonc ; c.calculer J.
Baccalauréat STI Génie électronique, électrotechnique, optique L’intégrale 2002
3.utilisant les questions précédentes, déterminer la valeur exacte de I.En
PROBLÈME
-4 -3
-2
18y 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -1 0 1 -2
2
3
10 points
4
x
On considère les fonctionsfetgdéfinies surRpar : f(x)exexetg(x)2x2. Sur le graphique joint , on a tracé les courbes représentativesCfetCgde ces fonc-tions dans un repère orthogonal (unité graphique : 2 cm sur l’axe des abscisses et 0,5 cm sur l’axe des ordonnées). Dans lapartie A, on étudie la fonctionf. L’objet de lapartie Best d’étudier la posi-tion relative des courbesCfetCg, puis de calculer une aire. Partie A : Étude de la fonctionf 1.Montrer quefetgsont des fonctions paires et interpréter géométriquement cette propriété. 2.Calculer la limite defen∞. En déduire la limite defen−∞. 3.Calculer la fonction dérivéefdef. Montrer que pour toutx[0 ;∞[, exex>0. En déduire les variations defsur l’intervalle [0 ;∞[. 4.Donner le tableau de variations def.
rFanec4spetmerbe0210
Baccalauréat STI Génie électronique, électrotechnique, optique
5 5. a.Démontrer quef(ln 2)2 . b.En déduirefµ21nl. 6.Résoudre dansRéqlontiuaf(x)3.
L’intégrale 2002
Partie B : Calcul d’une aire Soithla fonction définie sur [0 ;[ par : h(x)exex2x. 1. a.Calculer la fonction dérivéehdeh. b.Montrer queh(x) (ex1)2 . ex Établir le tableau de variations de la fonctionh(on ne demande pas la limite en∞). c.En déduire queh(x)>0, pour toutx[0 ;∞[. 2.On considère la fonctionrdéfinie sur l’intervalle [0 ;∞[ parr(x)f(x)g(x). a.Montrer quehest la fonction dérivée der. En déduire les variations de r. b.Calculerr(0) et montrer quer(x)>0, pour toutx[0 ;∞[. c.Déterminer la position relative des courbesCfetCgpourx[0 ;∞[. 3. a.Déterminer une primitive de la fonctionrsurR. Z02 b.Calculer Ir(x) dx. c.En déduire l’aireAdu domaine limité par les deux courbesCfetCget les droites d’équationsx2 etx −2. (On donnera sa valeur exacte en unités d’aire, puis son approximation décimale à 102près par défaut).
France5spetembre0210
[Baccalauréat STI Nouvelle–Calédonie\ Génie des matériaux, mécanique novembre 2001
4 points
EXERCICE1 1.Résoudre l’équation différentielle suivante : (E)y′′9y0. yest une fonction numérique de la variable réellexdeux fois dérivable sur R. 2.Déterminer la solution particulièrefde l’équation (E) qui vérifie : f(0)2 etf³π3´3p2. 3.Montrer que, pour tout réelx,f(x)2 cosµ3xπ4?. 4. a.Résoudre sur l’intervalle [0 ; 2π[ l’équationf(x) −2. b.Représenter les solutions de cette équation sur le cercle trigonométrique.
EXERCICE25 points Dans le plan complexe muni d’un repère orthonormal³O,u,v−→´d’unité gra-phique 2 cm, on considère les points A,B et C d’affixes respectiveszA,zBetzCdéfi-nies par : zA22i ;zB −22i ;zC −3i. où i désigne le nombre complexe de module 1 et d’argument 2π. 1. a.Déterminer le module et un argument de chacun des nombres com -plexeszA,zBetzC. b.Placer de façon précise les points A, B et C dans le repère³O,u−→,v−→´. 2. a.Calculer|zAzB|2,|zBzC|2et|zAzC|2, puis interpréter géométrique-ment les trois modules. b.En déduire la nature du triangle ABC. 3.On considère la rotation R de centre O et d’angleπ3 . Pour tout pointMdu plan, on désigne parMl’image deMpar la rotation R :MR(M). Les affixes respectives deMetMsont notéeszetz. a.rpmixErezen fonction dez. b.Soit A= R(A), Calculer sous forme exponentielle l’affixezAdu point A. 4. a.Préciser le module et un argument dezA. b.Déterminer la forme algébrique dezA. c.Déduire des questionsa.etb.les valeurs exactes de cos³1π2´et sin³1π2´.
Baccalauréat STI Génie des matériaux, mécanique
PROBLÈME
L’intégrale 20 02
11 points
Partie A On considère la fonctiongdéfinie surRpar : g(x)(x3)ex1. 1.Étudier les variations deg. (On ne demande pas les limites en∞et en−∞. 2.Calculerg(4) et en déduire le signe degsurR. Partie B Soit la fonctionfdéfinie surRpar f(x)(2x)exx3. etCsa courbe représentative dans le plan muni d’un repère orthonormal ³O,ı,−→´d’unité graphique 2 cm. 1.Calculer les limites de la fonctionfen∞et en−∞. 2. a.Calculer la dérivéefde la fonctionf. b.Déduire à l’aide de lapartie Ales variations de la fonctionf. c.tableau des variations de la fonctionDresser le f. 3. a.Montrer que la droiteDnoiatquédy −x3 est asymptote à la courbe Cen∞. b.Étudier, suivant les valeurs dex, la position deCpar rapport à la droite D. 4. a.Montrer que l’équationf(x)0 admet une solution uniqueα, apparte-nant à l’intervalle [2 ; 3]. b.Donner un encadrement deαd’amplitude 101. 5.Tracer la droiteDet la courbeCdans le plan muni du repère orthonormal ³´ O,ı, . 6.La fonctionhest définie surRparh(x)(2x)ex. Déterminer les réelsaetbpour que la fonctionHdéfinie parH(x)(a xb)ex soit une primitive de la fonctionhsurR. 7.Soittun réel supérieur à 2. Déterminer, en fonction det, l’aireA(t) en cm2de la partie du plan comprise entre la courbeC, la droiteDet les droites d’équationx2 etxt. Déterminer limA(t). t→∞
NouvelleCalédonie7nvoembre0210
[Baccalauréat STI F11 F11France juin 2002\
Calculatrice autorisée Durée : 2 heures Coefficient : 2 EXEEICRC8 points On considère les fonctionsfetgdéfinies surRpar f(x)x2¢exetg(x)x¢exµOn rappelle que exe1x. Le plan est muni d’un repère orthonormal³O,u−→,v−→´d’unités graphiques 4 cm. On désigne parCfetCgles courbes représentant respectivement les fonctionsfetg dans ce repère. La courbeCgla feuille annexe qu’il faudra compléter et rendre avec laest tracée sur copie. I. Étude de la fonctionf. 1.Déterminer la limite de la fonctionfau voisinage de−∞. 2.On admet que la limite de la fonctionfau voisinage de∞est égale à 0. Interpréter graphiquement ce résultat. 3.On notefla fonction dérivée de la fonctionf. 2 Calculerf(x) et montrer que la fonctionfa le même signe que 2xx . 4.Étudier le signe def(x) surRet dresser le tableau de variation de la fonction f. 5.Sur la feuille annexe, tracer la courbeCfdans le même repère.
II. Étude des positions relatives des courbesCfetCg. 1.Calculer les coordonnées des points d’intersection des courbesCfetCg. 2.Déterminer graphiquement sur quels intervalles la courbeCgest située au-dessus la courbeCf.
PEORLBMÈ12 points On considère la fonctionfdéfinie sur l’intervalle ]0 ;∞[ par f(x)4 lnxx2. etCsa courbe représentative dans un repère orthonorma³ı,´d’ l O, unité gra-phique 1 cm. 1. a.Déterminer la limite defen 0. Que peut-on en déduire pour la courbeC? b.Montrer quef(x)xµ4 lnxx1x2pour toutxde l’intervalle ]0 ;∞[. lnx ue0). En déduire la limite defen∞. (On rappelle qxlimx 2.On désigne parfla fonction dérivée def. a.Calculerf(x) pour toutx]0 ;∞[. b.Étudier le signe def(x) selon les valeurs dexet établir le tableau de variation defsur l’intervalle ]0 ;∞[.
Baccalauréat STI France
F1
L’intégrale 2002
3. a.Déterminer la valeur exacte def(2) et defµ12en fonction de ln 2. b.Déterminer la valeur exacte def(e) et def(e2) en fonction de e. c.Résoudre dans ]0 ;∞[ l’équationf(x) −x2. 4.tableau de valeurs suivant : (On donnera des valeursRecopier et compléter le décimales approchées à 102près.) x0, 5 1 2 3 4 5 7 11 17 f(x) 5.TracerCdans le repère³O,ı,´ 6.Dans le même repère, tracer la droiteDdéquationy −x2. Comment peut-on graphiquement retrouver le résultat de la question3. c.? 7.On considère la fonctionFdéfinie sur l’intervalle ]0 ;∞[ par x2 xlnx2x. F(x)24 a.Démontrer queFest une primitive defsur ]0 ;∞[. b.Calculer I =Z12f(x) dx. En donner la valeur exacte en fonction de ln 2.
1F119juin0202
Baccalauréat
F11
F11
STI
France
À
RENDRE
AVEC
10
LA
COPIE
Lintégrale
juin
2002
2002
[Baccalauréat STI France Génie électronique\ juin 2002
EXERCICE16 points Dans le plan muni d’un repère orthononnal³O,u−→,v−→´, d’unité graphique 2 cm, on considère les points B, C, D, E et F, images respectives des nombres complexes : zB1i 3,zC3ip3,zD4,zE3 eti 3zF1i 3. 1.Écrire les nombres complexeszB,zC,zD,zEetzFsous forme trigonométrique. 2.Construire à la règle et au compas les points B, C, D, E et F dans le repère ¡O,u,v¢. 3.les distances OB, BC et CD. En déduire les distances DE, EF et OF. QueCalculer constate-t-on ? −−→4.Calculer les mesures des angles³DC, DO´,³ OCOE ,´, et³OD, OC´en ra-dians. 5.Quelle est la nature du triangle OCD ? Justifier la réponse. 6.Calculer les aires des triangles OCD et OBC. En déduire, en cm2l’aire du polygone OBCDEF.
EEICRCXE24 points Soit l’équation différentielle (E) :yyx, oùydésigne une fonction dérivable de la variable réellexetysa dérivée. 1.Résoudre l’équation différentielle (H) :yy0. 2.Déterminer les deux nombres réelsaetbtels que la fonctiongdéfinie surR parg(x)a xbest solution de l’équation (E). 3. a.Le nombrekdésignant une constante réelle, on considère la fonctionf définie surRpar : f(x)kexx1. Vérifier que la fonctionfest solution de l’équation (E). b.Déterminer le réelkpour quef(0)0. 4.Dans cette question, on prendk1. a.Calculer la valeur moyennemdefsur l’intervalle [0 ; 2]. b.En déduire une valeur approchée demà 102près.
PBLROEÈM Partie A : Étude d’une fonction auxiliaire Soitgla fonction définie surRpar : g(x)ex(x3)1. 1.Déterminer la limite degen∞et la limite degen−∞.
10 points
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