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Theme : probleme avec prise d'initiative

L'exercice

Le directeur d'une salle de spectacle de 8000 places organise un concert. Il souhaite fixer le prix du

billet pour optimiser sa recette. Une ´etude de march´e lui apprend que : si le prix du billet est de 50 euros, il vend 3000 billets;

chaque baisse de 0,60 euros sur le prix du billet lui permet de vendre 100 billets suppl´ementaires.

D´eterminer le prix du billet pour que la recette soit maximale.

NotonsRpnqla recette, apr`esnbaisses de 0,60 euros du prix du billet `a partir de son prix initial de

50 euros. On a :

Rpnq " p3000`100nloooooomoooooon

nombres de placesq ˆ p50´0;60nlooooomooooon prix d

1une placeq " ´60n2`3200n`150000:

Maximiser la recette revient donc `a d´eterminer le maximum de la fonctionf:nÞÑ ´60n2`3200n`150000

en tenant compte quend´esigne un entier naturel et que le nombre de place 3000`100ndoit rester inf´erieur

A)

M´ethode graphique

La repr´esentation graphique de la fonctionfmontre que le maximum est atteint pourn"26 ou n"27. Le calcul donnefp26q "192640 etfp27q "192660, c'est donc pour 27 baisses de 0,60 euros

que la recette sera maximale. Le prix du billet sera alors de 33,80 euros, le nombre de billets vendus

sera de 5700 et la recette sera de 192660 euros. 1

Le pointMqui figure sur la courbe est le point de coordonn´ees (27,192660), ce n'est pas le sommet

de la parabole car ce sommet est un point dont les coordonn´eesp80 3 ;fp80 3 qqne sont pas enti`eres. B)

M´ethode alg´ebrique

On a

´60n2`3200n`150000" ´60rpn´80

3 q2´7500´6400 9 s "578000 3

´60pn´80

3 q2: Le maximum de l'expression ennest atteint lorsquen´80 3 prend sa valeur minimale. Or, l'entier le plus proche de 80
3 est 27"81 3

Remarque : la m´ethode alg´ebrique n'est mobilisable par des ´el`eves de Seconde qu'`a partir de conseils de

r´e´ecriture de la valeur de la fonction recette ou `a partir de l'utilisation d'un logiciel de calcul qui explicite

la forme canonique d'un trinˆome du second degr´e (cf GeoGebra ou Xcas).

Rappel des objectifs du programme de Seconde:

2

L'objectif de ce programme est de former les eleves a la demarche scientique sous toutes ses formes pour les

rendre capable de : modeliser et s'engager dans une activite de recherche; conduire un raisonnement, une demonstration; pratiquer une activite experimentale ou algorithmique; faire une analyse critique d'un resultat, d'une demarche;

pratiquer une lecture attentive de l'information (critique, traitement), en privilegiant les changements de registre

(graphique, numerique, algebrique, geometrique); utiliser les outils logiciels (ordinateur ou calculatrice) adaptes a la resolution d'un probleme; communiquer a l'ecrit et a l'oral.

Dans la mesure du possible les problemes poses s'inspirent de situations liees a la vie courante ou a d'autres

disciplines.

Ils doivent pouvoir s'exprimer de facon simple et consise et laisser dans leur resolution une place a l'autonomie

et a l'initiative des eleves. Au niveau d'une classe de Seconde de determination, les solutions attendues sont

aussi en general simples et courtes.

Le travail a exposer devant le jury

1-

Proposer une r´esolution de l'exercice par deux m´ethodes diff´erentes, comme vous l'exposeriez de-

vant une classe de Seconde.

Voir ci-dessus.

2-

Ciblez pr´ecis´ement les comp´etences mentionn´ees dans le programme de Seconde que ces m´ethodes

de r´esolution permettent de d´evelopper. Comp´etences prioritairement mises en jeu dans la r´esolution de l'exercice : mod´eliser et s'engager dans une activit´e de recherche; pratiquer une activit´e exp´erimentale ou algorithmique; utiliser les outils logiciels. 3- Proposez deux ou trois probl`emes avec prise d'initiative.

Probl`eme I : (classe de Seconde)

On consid`ere un terrain polygonalABCDEdont les dimensions sont donn´ees par la figure suivante. 3

On veut le partager en deux terrains d'aires ´egales `a l'aide d'une demi-droite variabledpassant par

A. Pr´eciser la position ded.

Probl`eme II : Deux amis se donnent rendez-vous en un lieu bien pr´ecis `a 12h. Arthur a l'habitude

d'ˆetre en avance mais il s'impatiente assez vite, B´eatrice est tr`es ponctuelle. (Si on noteA;Bles

variable al´eatoire qui donne les heures d'arriv´ee au rendez-vous des trois amis,) pouvez-vous calculer

la probabilit´e pour qu'ils se retrouvent ensemble entre 12h et 12h10? Remarque : la partie de l'´enonc´e entre parenth`eses peut ˆetre omise.

R´eponse : on peut calculer la probabilit´e de l'´ev´evement "les deux amis se retrouvent entre 12 et

12h10" en faisant quelques hypoth`eses qui traduisentraisonnablementles conditions de l'´enonc´e.

Voici une traduction possible.

La va qui donne l'heure d'arriv´ee d'Arthur,A, est suppos´ee suivre une loi uniforme sur l'intervalle

r11h45; 12h05s.

La va qui donne l'heure d'arriv´ee de B´eatrice,B, est suppos´ee suivre une loi uniforme sur l'intervalle

r11h50;: 12h10s.

On suppose aussi que les heures d'arriv´ee sont ind´ependantes les unes des autres. Sous ces hy-

poth`eses, pour tenir compte de l'ind´ependance des ´ev´enements.

1{3ż

121
12

121dx"1

4

1{3ż

121
6

121dx"1

2

La probabilit´e de l'´ev´enement "les deux amis se retrouvent entre 12h et 12h10" est ´egale `a

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