Sujet du bac S 2008: Mathématique Spécialité

Education Nationale

Description

Vrai/faux géométrie 3D, arithmétique graphique, géométrie complexe, études de fonctions et d'intégrales.
Sujet du bac 2008, Terminale S, Asie

Sujets

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Informations

• Publié par: le_bachelier
• Publié le: 01 janvier 2008
• Nombre de lectures: 59
• Langue: Français

Extrait

[Baccalauréat S Asie 18 juin 2008\

E X E R C IC E 1 Commun à tous les candidats

4 points

A Vrai ou faux ? Pour chacune des propositions suivantes, indiquer si elle est vraie ou fausrse et donner une démonstration de la réponse choisie. Dans le cas d’une proposition fausse la démonstration consistera à proposer un contreexemple ; une figure pourra constituer ce contreexempte.

Rappel des notations : •P 1 ∩P 2 désigne l’ensemble des points communs aux plansP 1 etP 2 .

•L ’écritureP 1 ∩P 2 = ;signifie que les planP 1 etP 2 n’ont aucun point commun. 1.SiP 1 ,P 2 etP 3 sont trois plans distincts de l’espace vérifiant : P 1 ∩P 2 6= ;etP 2 ∩P 3 6= ;, alors on peut conclure queP 1 etP 3 vérifient : P 1 ∩P 3 6= ;. 2.SiP 1 ,P 2 etP 3 sont trois plans distincts de l’espace vérifiant : P 1 ∩P 2 ∩P 3 = ; alors on peut conclure queP 1 ,P 2 etP 3 sont tels que :P 1 ∩P 2 = ;etP 2 ∩P 3 = ;. 3.SiP 1 ,P 2 etP 3 sont trois plans distincts de l’espace vérifiant : P 1 ∩P 2 6= ;etP 1 ∩P 3 = ;, alors on peut conclure queP 2 etP 3 vérifient :P 2 ∩P 3 6= ;. 4.SiP 1 etP 2 sont deux plans distincts etDune droite de l’espace vérifiant :

P 1 ∩D6= ;etP 1 ∩P 2 = ;,

alors on peut conclure queP 2 ∩D6= ;

B  Intersection de trois plans donnés Dans un repère orthonorrnal de l’espace on considère les trois plans suivants : •P 1 d’équationx+y−z=0 •P 2 d’équation 2x+y+z−3=0, •P 3 d’équationx+2y−4z+3=0. 1.Justifier que les plansP 1 etP 2 sont sécants puis déterminer une représentation paramétrique de leur droite d’interseclion, notéeΔ. 2.En déduire la nature de l’intersectionP 1 ∩P 2 ∩P 3 .

E X E R C IC E 2 5points Réservé aux candidats n ’ayant pas suivi l’enseignement de spécialité On considère plusieurs sacs de billes S 1 , S 2 , . . . , S n , . . . tels que : – lepremier, S 1 , contient 3 billes jaunes et 2 vertes ; – chacundes suivants, S 2 , S 3 , . . . , S n , . . . contient 2 billes jaunes et 2 vertes. Le but de cet exercice est d’étudier l’évolution des tirages successifs d’une bille de ces sacs, effectués de la manière suivante :

Baccalauréat S

– ontire au hasard une bille dans S 1 ; – onplace la bille tirée de S 1 dans S 2 , puis on tire au hasard une bille dans S 2 ; – onplace la bille tirée de S 2 dans S 3 , puis on tire au hasard une bille dans S 3 ; – etc. Pour tout entiern > 1, on noteE n l’évènement : « la bille tirée dans S n est verte » et on note p ( E n ) sa probabilité. 1.Mise en évidence d’une relation de récurrence a.D’après l’énoncé, donner les valeurs dep E,p E ( 1 ) ,p E 1 ( E 2 ) ( 2 ). E 1 En déduire la valeur dep ( E 2 ). b.À l’aide d’un arbre pondéré, exprimerp ( E n+1 ) en fonction dep ( E n ). 2.Étude d’une suite  2   u 1 = 5 On considère la suite (u n ) définie par : 1 2   u n+1 =u n +pour toutn > 1. 5 5 a.Démontrer que la suite (u n ) est majorée par 1. b.Démontrer que (u n ) est croissante. c.Justifier que la suite (u n ) est convergente et préciser sa limite. 3.Évolution des probabilitésp ( E n ) a.À l’aide des résultats précédents, déterminer l’évolution des probabilitésp ( E n ). b.Pour quelles valeurs de l’entiernaton : 0,499 99 6 p ( E n ) 6 0, 5 ?

E X E R C IC E 2 5points Réservé aux candidats ayant suivi l’enseignement de spécialité Soitaetbdeux entiers naturels non nuls» associé aux entiers; on appelle « réseauaet bl’ensemble des points du plan, muni d’un repère orthononnal, dont les coordonnées (x;y) sont des entiers vérifiant les conditions : 0 6 x 6 aet 0 6 y 6 b. On noteR a,b ce réseau. Le but de l’exercice est de relier certaines propriétés arithmétiques des entiersxetyà des propriétés géométriques des points correspondants du réseau. A  Représentation graphique de quelques ensembles Dans cette question, les réponses sont attendues sans explication, sous la forme d’un gra o phique qui sera dûment complété sur la feuille annexe n1 à rendre avec la copie. Représenter graphiquement les pointsM(x;y) du réseauR 8,8 vérifiant : 1.x≡3) et2 (moduloy≡3), sur le graphique 1 de la feuille annexe1 (modulo 2.x+y≡3), sur le graphique 2 de la feuille annexe ;1 (modulo 3.x≡y(modulo 3), sur le graphique 3 de la feuille annexe.

B  Résolution d’une équation On considère l’équation (E) : 7x−4y=1, où les inconnuesxetysont des entiers relatifs. ¡ ¢ 1.Déterminer un couple d’entiers relatifsx 0 ;y 0 solution de l’équation (E). 2.Déterminer l’ensemble des couples d’entiers relatifs solutions de l’équation (E). 3.Démontrer que l’équation (E) admet une unique solution (x;y) pour laquelle le point M(x;y) correspondant appartient au réseauR 4,7 . C  Une propriété des points situés sur la diagonale du réseau. Siaetble [Osont deux entiers naturels non nuls, on considère la diagonaA] du réseau R a,b , avec O(0 ; 0) etA(a;b).

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Baccalauréat S

1.Démontrer que les points du segment [OA] sont caractérisés par les conditions :

0 6 x 6 a; 0 6 y 6 b;a y=b x. 2.Démonter que siaetbsont premiers entre eux, alors les points O etAsont les seuls points du segment [OA] appartenant au réseauR a,b . 3.Démontrer que siaetbne sont pas premiers entre eux, alors le segment [OA] contient au moins un autre point du réseau. ′ ′ (On pourra considérer le pgcdddes nombresaetbet posera=d aetb=d b.)

E X E R C IC E 3 4points Commun à tous les candidats ³ ´ −→−→ Le plan complexe est rapporté au repère orthonormal diiectO,u,v. On prendra pour −→ le dessin :kuk =4 cm. ′ ′ Mest un point d’affixeznon nul. On désigne parMle point d’affixeztelle que 1 ′ z= −. z oùzdésigne le conjugué du nombre complexez. A  Quelques propriétés

1.Soitzun nombre complexe non nul. Déterminer une relation entre les modules de ′ ′ zetzpuis une relation entre les arguments dezetz. ′ 2.Démontrer que les points O,MetMsont alignés. 3.Démontrer que pour tout nombre complexeznon nul on a l’égalité : 1 ′ z+1=(z−1). z B  Construction de l’image d’un point On désigne par A et B les deux points d’affixes respectives 1 et−1. On noteCl’ensemble des pointsMdu plan dont l’affixezvérifie :|z−1| =1. 1.Quelle est la nature de l’ensembleC? 2.SoitMun point deCd’affixez, distinct du point O. ¯ ¯¯¯ ′ ′ a.Démontrer quez+1=z. Interpréter géométriquement cette égalité. ′ ′′ ¯¯¯¯ b.Estil vrai que sizvérifie l’égalité :z+1=z, alorszvérifie l’égalité :|z−1| = 1 ? 3.Tracer l’ensembleCsur une figure. SiMest un point deC, décrire et réaliser la ′ construction du pointM.

E X E R C IC E 4 Commun à tous les candidats

A  Restitution organisée de connaissances x e On suppose connu le résultat suivant :lim= +∞. x→+∞ x −x Démontrer que :limxe=0. x→+∞ B  Étude d’une fonction On considère la fonctionfdéfinie surRpar : −x f(x)=(x+1)e .

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Baccalauréat S

³ ´ −→−→ On note (C) sa représentation graphique dans un repère orthonorméO,ı,du plan. On prendra 4 cm pour unité graphique. 1.Cette question demande le développement d’une certaine démarche comportant plu sieurs étapes. La clarté du plan d’étude, la rigueur des raisonnements ainsi que la qualité de la rédaction seront prises en compte clans la notation.

Étudier les variations de la fonctionfet les limites aux bornes de son ensemble de définition. Résumer ces éléments dans un tableau dc variations le plus complet possible. 2.Tracer la courbe (C). On fera apparaître les résultats obtenus précédemment.

C  Étude d’une famille de fonctions Pour tout entier relatifk, on notef k la fonction définie surRpar :

k x f k (x)=(x+1)e .

On noteC k la courbe représentative de la fonctionf k dans un repère orthonormal du plan. On remarque que le cask= −1 a été traité dans la partie B, car on af −1 =fetC −1 =C. 1. a.Quelle est la nature de la fonctionf 0 ? b.Déterminer les points d’intersection des courbesC 0 etC 1 . Vérifier que, pour tout entierk, ces points appartiennent à la courbeC k . x 2.Étudier, suivant les valeurs du réelx, le signe de l’expression : (x+1) (e−1). En déduire, pourkentier relatif donné, les positions relatives des courbesC k et C k+1 . ′ 3.Calculerf(x) pour tout réelxet pour tout entierknon nul. k En déduire le sens de variation de la fonctionf k suivant les valeurs dek. (On distin guera les cas :k>0 etk<0.) 4.Le graphique suivant représente quatre courbesE,F,H, etK, correspondant à quatre valeurs différentes du paramètrek, parmi les entiers−1,−3, 1 et 2. Identifier les courbes correspondant à ces valeurs en justifiant la réponse.

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Baccalauréat S

K

H

E F

1

K H

1

F

E

D  Calcul d’une aire plane Soitλun réel stritement positif. La fonctionfest celle définie dans la partie B.

Z λ 1.l’aide d’une intégration par parties, calculer ce nombre :A(λ)=f(t) dt. 0 2.Déterminer limA(λ). Interpréter graphiquement le résultat. λ→+∞

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Annexe 1  exercice 3 (spécialité mathématique)  À rendre avec la copie 9 8 7 6 5 4 3 2 1

−1 −1 9 8 7 6 5 4 3 2 1

−1 −1 9 8 7 6 5 4 3 2 1

1 2 3 4 5 6 7 8 910 Graphique 1

1 2 3 4 5 6 7 8 910 Graphique 2

−2 3 4 5 6 7 8 91 110 −1 Graphique 3

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