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A. P. M. E. P.
?Corrigé du baccalauréat S - Asie?23 juin 2016
EXERCICE1 Commun à tousles candidats 5 points
PartieA : productionde fraises
On appelle :
•Al"évènement "la fleur de fraisier vient de la serre A»; •Bl"évènement "la fleur de fraisier vient de la serre B»; •Fl"évènement "la fleur de fraisier donne une fraise»;Fl"évènement contraire deF.
On résume les données du texte dans un arbre pondéré : A 0,55 F0,88F1-0,88=0,12
B0,45F0,84
F1-0,84=0,16
Proposition1 :
Laprobabilitéqu"unefleurdefraisier,choisieauhasarddanscetteexploitation, donneunfruitestégaleà0,862.
D"après les notations, on cherche la probabilité de l"évènementF; d"après la formule des probabilités totales :
La proposition1 est vraie.
Proposition2 :
On constate qu"une fleur, choisie au hasard dans cette exploitation, donne une fleur.La probabilité qu"elle soit située dans la serre A, arrondieau millième, est égale à 0,439.
On cherche la probabilité que la fleur provienne de la serre A sachant qu"elle a donné une fraise :
PF(A)=P(A∩F)
P(F)=0,55×0,880,862≈0,561?=0,439
La proposition2 est fausse.
PartieB : conditionnementdes fraises
Les fraises sont conditionnées en barquettes. La masse (exprimée en gramme) d"une barquette peut être mo-
délisée par une variable aléatoireXqui suit la loi normale d"espéranceμ=250 et d"écart-typeσ.
1.On donneP(X?237)=0,14.
On complète le graphique donné dans l"énoncé. On constate que 237=250-13=μ-13 et 263=250+13=μ+13.Pour des raisons de symétrie de la fonction de densité autourde la droite d"équationx=μ, on a :
P(X?237)=P(X?263) (parties grisées sur la figure).Baccalauréat SA. P. M. E. P.
200210220230240250260270280290300237 263
La probabilité de l"évènement "la masse de la barquette est comprise entre 237 et 263 grammes » est
0,72.2.On noteYla variable aléatoire définie par :Y=X-250
a.D"après le cours, la variable aléatoireYsuit la loi normale d"espérance 0 et d"écart-type 1 (la loi
normale centrée réduite). b.On sait queσest un nombre strictement positif; donc :X?237??X-250?237-250??X-250
σ?-13σ??Y?-13σ
CommeP(X?237)=0,14, on en déduit queP?
Y?-13 =0,14.c.PourYsuivant la loi normale centrée réduite, on chercheβtel queP(Y?β)=0,14; la calculatrice
donne pour résultat environ-1,08. On a donc :-1,08=-13σet donc :σ≈12.
3.Dans cette question, on admet queσvaut 12. On désigne parnetmdeux nombres entiers.
a.Une barquette est conforme si sa masse, exprimée en gramme, se trouve dans l"intervalle [250-n; 250+n]. D"après le cours, pour toute loi normale,P(μ-2σ?X?μ+2σ)≈0,95; donc P(250-2×12?X?250+2×12)≈0,95 ou encoreP(250-24?X?250+24)≈0,95. Sin?>n, alors[250-n; 250+n]?[250-n?; 250+n?]et doncP(X?[250-n; 250+n])
Doncn=24 est le plus petit entier tel queP(250-n?X?250+n). trouve dans l"intervalle[230;m]. Cherchonsmpour queP(230?X?m) soit égal à 0,95. D"après le cours, on sait queP(230?X?m)=P(X?m)-P(X<230). En utilisant la calculatrice, on trouve queP(X<230)≈0,0478.
À la calculatrice, siXsuit la loi normale d"espérance 250 et d"écart-type 12, le nombremtel que
P(X?m)≈0,9978 vaut environ 284,2.
Donc la plus petite valeur dempour laquelle la probabilité que la masse de la barquette se trouve dans l"intervalle[230 ;m]soit supérieure ou égale à 0,95 estm=285.EXERCICE2 Communà tous les candidats 3 points
Soitaun nombre réel compris entre 0 et 1. On notefala fonction définie surRpar :fa(x)=aeax+a. On noteI(a) l"intégrale de la fonctionfaentre 0 et 1 :I(a)=? 1 0 f(x)dx.Asie - Corrigé223 juin 2016
Baccalauréat SA. P. M. E. P.
1.On pose dans cette questiona=0.
f0(x)=0 doncI(0)=?
1 0 0dx=02.On pose dans cette questiona=1.
On étudie donc la fonctionf1définie surRpar :f1(x)=ex+1. a.On représente la fonctionf1dans un repère orthogonal : 12345-11 2 3 4-1-2-3-4-5
012345
0 1 2 3 4
On connaît la représentation graphique de la fonction exponentielle donc on peut, sans étude, repré-
senter la fonction f 1. b.La fonctionF1définie parF1(x)=ex+xest une primitive de la fonctionf1.DoncI(1)=?
1 0 f(x)dx=? F 1(x)? 13.On cherche s"il existe une valeur deapour laquelleI(a) est égale à 2.
La fonctionFdéfinie surRparFa(x)=eax+axest une primitive def.DoncI(a)=?
1 0 fa(x)dx=Fa(1)-Fa(0)=(ea+a)-(e0+0)=ea+a-1 Soitgla fonction définie sur[0; 1]parg(x)=ex+x-1. gest dérivable donc continue etg?(x)=ex+1>0 sur[0; 1]. g(0)=e0+0-1=0<2 etg(1)=e1+1-1=e≈2,72>2 La fonctiongest continue et strictement croissante sur[0; 1];g(0)<2 etg(1)>2 donc, d"après lecorollaire du théorème des valeurs intermédiaires, l"équationg(x)=2 admet une solution unique dans
l"intervalle[0; 1]. Il existe donc une valeur unique deadans[0; 1]telle queI(a)=2.?f(0,7)≈1,71<2 f(0,8)≈2,03>2=?a?[0,7; 0,8]?f(0,79)≈1,99<2 f(0,80)≈2,03>2=?a?[0,79; 0,80]EXERCICE3 Commun à tousles candidats 7 points
PartieA : premiermodèle - avecune suite
Onmodélise l"évolution delapopulation debactériesdanslacuve parlasuite (un)définiedelafaçonsuivante :
u0=1000 et, pour tout entier natureln,un+1=1,2un-100.
Asie - Corrigé323 juin 2016
Baccalauréat SA. P. M. E. P.
1. a.On appelleunla masse, en gramme, des bactéries présentes dans la cuve, etnreprésente le nombre
de jours depuis le début du processus. On a doncu0=1000 puisqu"initialement, on introduit 1 kg soit 1000 grammes de bactéries.D"un jour à l"autre, le nombre de bactéries augmente de 10%, c"est donc qu"il est multiplié par 1+
20100=1,2. Chaque jour, en remplaçant le milieu nutritif, on perd 100 grammes de bactéries.
Donc, pour toutn,un+1=1,2un-100 avecu0=1000.
b.L"entreprise souhaite savoir au bout de combien de jours la masse de bactéries dépassera 30 kg soit
30000 g.
On cherche le plus petit entierntel queun>30000.
À la calculatrice, on trouveu22≈28103 etu23≈33624; donc on dépasse 30 kg de bactéries à partir
de 23 jours. c.On complète l"algorithme :Variablesuetnsont des nombres
uprend la valeur 1000 nprend la valeur 0TraitementTant queu?30000faire
uprend la valeur1,2×u-100 nprend la valeurn+1Fin Tant que
SortieAffichern
2. a.SoitPnla propriétéun?1000.
•u0=1000?1000 donc la propriété est vraie pourn=0. • On suppose la propriété vraie pour un rang quelconquep?N,p?0, c"est-à-direup?1000. u p+1=1,2up-100;up?1000 donc 1,2up?1200 donc 1,2up-100?1100. Donc 1,2up-100?1000 et on a démontré que la propriété était vraie au rangp+1.• La propriété est vraie au rang 0, elle est héréditaire pour toutn?0, donc d"après le principe de
récurrence elle est vraie pour toutn?0.Pour toutn,un?1000.
b.Pour toutn,un+1-un=1,2un-100-un=0,2un-100 Or, pour toutn,un?1000 donc 0,2un?200 et donc 0,2un-100?100 On a donc démontré que, pour toutn,un+1-un>0.On peut donc dire que la suite
(un)est croissante.3.On définit la suite (vn) par : pour tout entier natureln,vn=un-500 donc,un=vn+500.
v0=u0-500=1000-500=500
Donc la suite
(vn)est géométrique de raisonq=1,2 et de premier termev0=500. b.On déduit de la question précédente que, pour toutn,vn=v0×qn=500×1,2n. Comme, pour toutn,un=vn+500, on en déduit queun=500+500×1,2n.c.La suite(vn)est géométrique de raison 1,2 et de premier terme positif; or1,2>1 donc, d"après le
cours, limn→+∞vn=+∞. Pour toutn,un=vn+500 donc limn→+∞un=+∞Asie - Corrigé423 juin 2016
Baccalauréat SA. P. M. E. P.
PartieB : secondmodèle - avecune fonction
Soitfla fonction définie sur[0 ;+∞[parf(t)=501+49e-0,2t.
1. a.f(0)=50
1+49e0=501+49=1
b.Pour toutt, e-0,2t>0 donc 1+49e-0,2t>1 et donc11+49e-0,2t<1
On en déduit que
501+49e-0,2t<50 et donc que, pour toutt,f(t)<50.
c.La fonctiont?-→ -0,2test décroissante surR. La fonctionx?-→exest croissante surRdonc, par
composition, la fonctiont?-→e-0,2test décroissante surR. On en déduit que la fonctiont?-→1+49e-0,2test décroissante surR.1+49e-0,2t
est croissante surR. On en conclut que la fonctionfest croissante surRdonc sur[0 ;+∞[.d.limt→+∞-0,2t=-∞; on poseT=-0,2t. Or limT→-∞eT=0 donc limt→+∞e-0,2t=0.
On en déduit que lim
t→+∞1+49e-0,2t=1 et donc que limt→+∞f(t)=50.2.On sait quef(t) représente la masse, en kg, de bactéries au tempst, exprimé en jours.
•f(0)=1 signifie que la masse des bactéries à l"instantt=0 est de 1 kg;•f(t)<50 pour touttsignifie que la masse de bactéries dans la cuve sera toujours inférieure à 50 kg;
•fest croissante signifie que la masse de bactéries augmente régulièrement au fil du temps;
• lim t→+∞f(t)=50 signifie que la masse de bactéries dans la cuve va se rapprocher de 50 kg.3.On résout l"inéquation d"inconnuet:f(t)>30 :
f(t)>30??501+49e-0,2t>30
??50>30+30×49e-0,2tcar 1+49e-0,2t>0 pour toutt 50-3030×49>e-0,2t
2147>e-0,2t
??ln?2 147?>-0,2tcroissance de la fonction ln sur[0 ;+∞[ ln?2 147?
-0,2
-0,2≈21,5 donc on en conclut que la masse de bactéries dépassera 30kg au bout de 22 jours.
PartieC : un contrôlede qualité
On prend un échantillon de taillen=200 et dans lequel l"entreprise affirme que 80% des bactéries(celles de
type A) produiront une protéine; donc la proportion de bactéries de type A estp=0,8. n=200pg50;np=160?5 etn(1-p)=40?5 donc les conditions sont vérifiées pour qu"on établisse un intervalle de fluctuation asymptotique au seuil de 95% : p-1,96? p(1-p)?n;p+1,96? p(1-p)?n?0,8-1,96?
0,8×0,2?200; 0,8+1,96?
0,8×0,2?200?
≈[0,74 ; 0,86]Asie - Corrigé523 juin 2016
Baccalauréat SA. P. M. E. P.
La fréquence de bactéries dans l"échantillon est def=146200=0,73; cette fréquence n"appartient pas à l"inter-
valle de fluctuation calculé. Donc, au risque de 5%; on peut remettre en cause l"affirmationde l"entreprise. EXERCICE4 Candidats n"ayant pas suivi l"enseignementde spécialité4 points1.Propriété des catadioptresUn rayon lumineux de vecteur directeur-→v(a;b;c) est réfléchi successivement par les plans (OAB),
(OBC) et (OAC). Après réflexion sur le plan (OAB), le rayon a un vecteur directeur de coordonnées (a;b;-c).Après réflexion sur le plan (OBC), le rayon a un vecteur directeur de coordonnées (-a;b;-c).
Après réflexion sur le plan (OAC), le rayon aun vecteur directeur de coordonnées (-a;-b;-c) donc qui
est égal à--→v; le rayon final est donc parallèle au rayon initial.2.Réflexion de d2sur le plan(OBC)
a.La droited2passe par le point I1(2 ; 3 ; 0) et a pour vecteur directeur-→v2(-2;-1; 1), doncd2a pour
représentation paramétrique d2:???x=2-2t
y=3-t z=tavect?R. b.Le plan (OBC) a pour vecteur normal le vecteur--→OA de coordonnées (1 ; 0 ; 0).Le plan (OBC) a pour équationx=0.
c.Soit I2le point de coordonnées (0; 2; 1). •xI2=0 donc le point I2appartient au plan (OBC) d"équationx=0.• On regarde si la droited2contient le point I2autrement dit s"il existe une valeur du paramètret
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