Fiche de mathématiques
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Bac Tchad 2023

Mathématiques séries C-E

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Durée : 4 heures
Coefficient : 5C - 4E


exercice 1


Une urne contient 3 boules noires, 4 boules rouges et 5 boules blanches indiscernables au toucher. On tire successivement et sans remise 2 boules de l'urne.

1) Calculer la probabilité de tirer:

a) A: «Deux boules rouges»

b) B: «Deux boules de couleurs différentes»

2) On inscrit sur chaque boule noire le numéro 1, sur chaque boule rouge 0 et sur chaque boule blanche le nombre -1.

On considère la variable aléatoire X qui, à chaque paire de boules tirées, fait correspondre la somme des chiffres inscrits sur les deux boules.

a) Déterminer la loi de probabilité de X.

b) Calculer l'espérance mathématique de X, la variance et l'écart-type.

c) Définir et représenter la fonction de répartition de X.


exercice 2


Le plan complexe est muni d'un repère orthonormal direct (O;\vec{u};\vec{v}) (unité graphique: 4\text{cm}).

Soit A le point d'affixe z_A=i\text{ et }B le point d'affixe z_B=e^{-i\frac{5\pi}{6}} .

1) Soit r la rotation de centre O et d'angle \dfrac{2\pi}{3}. On appelle C l'image de B par r .

a) Déterminer une écriture complexe de r .

b) Montrer que l'affixe de C est z_C=e^{-i\frac{\pi}{6}} .

c) Écrire z_B \text{ et }z_C sous forme algébrique.

d) Placer les points A\text{, }B\text{ et }C .

2) Soit D le barycentre des points A\text{, }B\text{ et }C affectés respectivement des coefficients 2\text{; }-1\text{; }2

a) Montrer que l'affixe de D est z_D=\dfrac{\sqrt{3}}{2}+\dfrac{1}{2}i. Placer le point D.

b) Montrer que les points A\text{, }B\text{, }C\text{ et }D sont situés sur un même cercle.

3) Soit h l'homothétie de centre A et de rapport 2. On appelle E l'image de D par h.

a) Déterminer une écriture complexe de h.

b) Montrer que l'affixe de E est z_E=\sqrt{3} . Placer le point E.

4) a) Calculer le rapport \dfrac{z_D-z_C}{z_E-z_C} . On écrira le résultat sous forme exponentielle.

b) En déduire la nature du triangle CDE.


probleme


On définit la fonction numérique f définie sur \R par:

f(x)=\begin{cases} \dfrac{\ln x}{1+x} &\text{ si } x\geq 1  \\\\ e^{\frac{1}{x-1}}&\text{ si } x< 1\end{cases}


On note (C) la courbe représentative de f dans un plan muni d'un repère orthonormal (O;\vec{i};\vec{j}) tel que ||\vec{i}||}=1\text{ cm et } ||\vec{j}||=2\text{ cm .}


Partie A

Soit g la fonction numérique définie sur I=[1;+\infty[ par g(x)=1+x-x\ln x .

1) Calculer les limites de g aux bornes de I .

2) Étudier le sens de variation de g et dresser son tableau de variation.

3) Démontrer que l'équation g(x)=0 admet une unique solution \alpha sur I .

Vérifier que \alpha \in ]3,5\text{ ; }4[ .

4) Déduire de ce qui précède le signe de g sur I .


Partie B

1) Calculer les limites de f en -\infty \text{ et en }+\infty .

2) Étudier la dérivabilité de f en 1 . Interpréter graphiquement le résultat obtenu.

3) Calculer f'(x) pour tout x \in\R-\left\lbrace 1 \right\rbrace et vérifier que pour tout x\in I\text{ , }f'(x)=\dfrac{g(x)}{x(1+x)^2}

4) En déduire le signe de f'(x) pour tout x\in\R-\left\lbrace 1 \right\rbrace puis dresser le tableau de variation de f .

5) Montrer que f(\alpha)=\dfrac{1}{\alpha} .

6) Construire (C) , ses tangentes et ses asymptotes .


Partie C

On pose J_n=\displaystyle\int_1^e x^2 (\ln x)^n\text{ d}x \text{ pour tout }n\in\N .

1) Calculer J_0 .

2) Montrer que J_n \geq 0 pour tout n\in\N .

3) Montrer que (J_n) est décroissante.

4) Montrer que (J_n) est convergente.

5) En utilisant une intégration par parties, démontrer que pour tout entier naturel n\text{ : }3J_{n+1}+(n+1)J_n=e^3 .

6) En déduire les valeurs exactes de J_1\text{ et }J_2 .


Données: \ln(3,5)\approx 1,25\enskip\text{ ; }\enskip \ln 2 \approx 0,7\enskip\text{ ; }\enskip e^{-1}\approx 0,37
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