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Sujet complet de Pondichéry 2018

Pondichéry • Mai 2018

Sujet complet • 20 points • 3 h

Sujet complet de Pondichéry 2018

Les thèmes clés

Exercice 1 – Point d'inflexion • Intégrale, calcul d'aire.

Exercice 2 – Probabilité conditionnelle • Loi à densité, loi normale.

Exercice 3 – Suite géométrique • Boucle avec arrêt conditionnel « Tant que ».

Exercice 3 (spécialité) – Plus court chemin • Graphe probabiliste.

Exercice 4 – Variations d'une fonction • Intégrale, calcul d'aire.

 

Exercice 1 (5 points) 45 min
QCM sur les fonctions (5 questions)

Commun à tous les candidats

Cet exercice est un QCM (questionnaire à choix multiples). Pour chacune des questions posées, une seule des trois réponses est exacte. Recopier le numéro de la question et la réponse exacte. Aucune justification n'est demandée. Une réponse exacte rapporte 1 point, une réponse fausse ou l'absence de réponse ne rapporte ni n'enlève de point. Une réponse multiple ne rapporte aucun point.

On considère la fonction f définie sur l'intervalle [0,5   5] par :

f(x)=5+5lnxx.

Sa représentation graphique est la courbe C donnée ci-après dans un repère d'origine O. On admet que le point A placé sur le graphique est le seul point d'inflexion de la courbe C sur l'intervalle [0,5   5]. On note B le point de cette courbe d'abscisse e.

On admet que la fonction f est deux fois dérivable sur cet intervalle.

On rappelle que f désigne la fonction dérivée de la fonction f et f sa fonction dérivée seconde.

matT_1805_12_00C_01

On admet que pour tout x de l'intervalle [0,5   5], on a :

f(x)= 5lnxx2 et f(x)=10lnx5x3.

1. La fonction f est :

a) positive ou nulle sur l'intervalle [0,5   5] 

b) négative ou nulle sur l'intervalle [1   5] 

c) négative ou nulle sur l'intervalle [0,5   1].

2. Le coefficient directeur de la tangente à la courbe C au point B est égal à :

a) 5e2

b) 10e

c) 5e3

3. La fonction f est :

a) croissante sur l'intervalle [0,5   1] 

b) décroissante sur l'intervalle [1   5] 

c) croissante sur l'intervalle [2  5].

4. La valeur exacte de l'abscisse du point A de la courbe C est égale à :

a) 1,65

b) 1,6

c) e0,5

5. On note A l'aire, mesurée en unités d'aire, du domaine plan délimité par la courbe C, l'axe des abscisses et les droites d'équation x = 1 et x = 4. Cette aire vérifie :

a) 20  A  30

b) 10  A 15

c) 5 A 8

Exercice 2 (5 points) 45 min
Mode de règlement d'un achat et enquête de satisfaction

Commun à tous les candidats

Les différentes parties de cet exercice peuvent être traitées de façon indépendante.

Les résultats numériques seront donnés, si nécessaire, sous forme approchée à 0,01 près.

partie a

Un commerçant dispose dans sa boutique d'un terminal qui permet à ses clients, s'ils souhaitent régler leurs achats par carte bancaire, d'utiliser celle-ci en mode sans contact (quand le montant de la transaction est inférieur ou égal à 30 €) ou bien en mode code secret (quel que soit le montant de la transaction).

Il remarque que :

80 % de ses clients règlent des sommes inférieures ou égales à 30 €. Parmi eux :

40 % paient en espèces 

40 % paient avec une carte bancaire en mode sans contact 

les autres paient avec une carte bancaire en mode code secret.

20 % de ses clients règlent des sommes strictement supérieures à 30 €. Parmi eux :

70 % paient avec une carte bancaire en mode code secret 

les autres paient en espèces.

On interroge au hasard un client qui vient de régler un achat dans la boutique.

On considère les événements suivants :

V : « pour son achat, le client a réglé un montant inférieur ou égal à 30 € » 

E : « pour son achat, le client a réglé en espèces » 

C : « pour son achat, le client a réglé avec sa carte bancaire en mode code secret » 

: « pour son achat, le client a réglé avec sa carte bancaire en mode sans contact ».

1. a) Donner la probabilité de l'événement V, notée P(V), ainsi que la probabilité de S sachant V notée PV(S). (0,5 point)

b) Traduire la situation de l'énoncé à l'aide d'un arbre pondéré. (0,75 point)

2. a) Calculer la probabilité que pour son achat, le client ait réglé un montant inférieur ou égal à 30 € et qu'il ait utilisé sa carte bancaire en mode sans contact. (0,75 point)

b) Montrer que la probabilité de l'événement : « pour son achat, le client a réglé avec sa carte bancaire en utilisant l'un des deux modes » est égale à 0,62. (1 point)

partie B

On note X la variable aléatoire qui prend pour valeur la dépense en euros d'un client suite à un achat chez ce commerçant.

On admet que X suit la loi normale de moyenne 27,5 et d'écart-type 3.

On interroge au hasard un client qui vient d'effectuer un achat dans la boutique.

1. Calculer la probabilité que ce client ait dépensé moins de 30 €. (0,5 point)

2. Calculer la probabilité que ce client ait dépensé entre 24,50 € et 30,50 €. (0,5 point)

partie C

Une enquête de satisfaction a été réalisée auprès d'un échantillon de 200 clients de cette boutique. Parmi eux, 175 trouvent que le dispositif sans contact du terminal est pratique.

Déterminer, avec un niveau de confiance de 0,95, l'intervalle de confiance de la proportion p de clients qui trouvent que le dispositif sans contact est pratique. (1 point)

Exercice 3 (5 points) 45 min
Livraison de paniers bio, nombre d'abonnés

Candidats de série ES n'ayant pas suivi l'enseignement de spécialité et candidats de série L

On considère la suite (un) définie par u0 = 65 et pour tout entier naturel n :

un+1 = 0,8un + 18.

1. Calculer u1 et u2. (0,5 point)

2. Pour tout entier naturel n, on pose vn = un - 90.

a) Démontrer que la suite (vn) est géométrique de raison 0,8.

On précisera la valeur de v0. (0,75 point)

b) Démontrer que, pour tout entier naturel n :

un=9025×0,8n. (0,75 point)

3. On considère l'algorithme ci-dessous :

004_matT_1805_12_00C_algo_001

a) Recopier et compléter la ligne 3 de cet algorithme afin qu'il détermine le plus petit entier naturel n tel que un  85. (0,5 point)

b) Quelle est la valeur de la variable n à la fin de l'exécution de l'algorithme ? (0,5 point)

c) Retrouver par le calcul le résultat de la question précédente en résolvant l'inéquation un  85. (0,5 point)

4. La société Biocagette propose la livraison hebdomadaire d'un panier bio qui contient des fruits et des légumes de saison issus de l'agriculture biologique. Les clients ont la possibilité de souscrire un abonnement de 52 € par mois, qui permet de recevoir chaque semaine ce panier bio.

En juillet 2017, 65 particuliers ont souscrit cet abonnement.

Les responsables de la société Biocagette font les hypothèses suivantes :

d'un mois à l'autre, environ 20 % des abonnements sont résiliés 

chaque mois, 18 particuliers supplémentaires souscrivent à l'abonnement.

a) Justifier que la suite (un) permet de modéliser le nombre d'abonnés au panier bio le n-ième mois qui suit le mois de juillet 2017. (0,5 point)

b) Selon ce modèle, la recette mensuelle de la société Biocagette va-t-elle dépasser 4 420 € durant l'année 2018 ? Justifier la réponse. (0,5 point)

c) Selon ce modèle, vers quelle valeur tend la recette mensuelle de la société Biocagette ?

Argumenter la réponse. (0,5 point)

Exercice 3 (5 points) 45 min
Trajets, transports en commun ou covoiturage

Candidats de série ES ayant suivi l'enseignement de spécialité

Les deux parties de cet exercice peuvent être traitées de façon indépendante.

partie a

Le graphe pondéré ci-dessous représente les différents lieux A, B, C, D, E, F, G et H dans lesquels Louis est susceptible de se rendre chaque jour. Le lieu A désigne son domicile et G le lieu de son site de travail. Le poids de chaque arête représente la distance, en kilomètres, entre les deux lieux reliés par l'arête.

matT_1805_12_00C_02

Déterminer le chemin le plus court qui permet à Louis de relier son domicile à son travail. On pourra utiliser un algorithme. Préciser la distance, en kilomètres, de ce chemin. (1,5 point)

partie b

Afin de réduire son empreinte énergétique, Louis décide d'utiliser lors de ses trajets quotidiens, soit les transports en commun, soit le covoiturage :

s'il a utilisé les transports en commun lors d'un trajet, il utilisera le covoiturage lors de son prochain déplacement avec une probabilité de 0,53 

s'il a utilisé le covoiturage lors d'un trajet, il effectuera le prochain déplacement en transport en commun avec une probabilité de 0,78.

Louis décide de mettre en place ces résolutions au 1er janvier 2018.

Pour tout entier naturel n, on note :

cn la probabilité que Louis utilise le covoiturage n jour(s) après le 1er janvier 2018 

tn la probabilité que Louis utilise les transports en commun n jour(s) après le 1er janvier 2018.

La matrice ligne Pn=(cntn) traduit l'état probabiliste n jour(s) après le 1er janvier 2018.

Le 1er janvier 2018, Louis décide d'utiliser le covoiturage.

1. a) Préciser l'état probabiliste initial P0. (0,25 point)

b) Traduire les données de l'énoncé par un graphe probabiliste.

On notera « C » et « T » ses deux sommets :

« C » pour indiquer que Louis utilise le covoiturage 

« T » pour indiquer que Louis utilise les transports en commun. (0,5 point)

2. Déterminer la matrice de transition du graphe probabiliste en considérant ses sommets dans l'ordre alphabétique. (0,5 point)

3. Calculer l'état probabiliste P2 et interpréter ce résultat dans le cadre de l'exercice. (0,75 point)

4. Soit la matrice ligne P=(xy) associée à l'état stable du graphe probabiliste.

a) Calculer les valeurs exactes de x et de y, puis en donner une valeur approchée à 0,01 près. (1 point)

b) Selon ce modèle, peut-on dire qu'à long terme, Louis utilisera aussi souvent le covoiturage que les transports en commun ? Justifier la réponse. (0,5 point)

Exercice 4 (5 points) 45 min
Étude d'une fonction et calcul d'une aire

Commun à tous les candidats

Dans cet exercice, si nécessaire, les valeurs numériques approchées seront données à 0,01 près.

On considère la fonction f définie sur l'intervalle [0   4] par :

f(x)=(3,6 x+2,4)e0,6x1,4.

partie a

On admet que la fonction f est dérivable sur l'intervalle [0  4] et on note f sa fonction dérivée.

1. Justifier que pour tout nombre réel x de l'intervalle [0  4], on a :

f(x)=(2,16 x+2,16)e0,6x. (0,75 point)

2. a) Étudier le signe de f(x) sur l'intervalle [0  4]. (0,75 point)

b) Dresser le tableau de variations de la fonction f sur cet intervalle.

On donnera les valeurs numériques qui apparaissent dans le tableau de variations sous forme approchée. (0,75 point)

3. On admet que la fonction F définie par :

F(x)=(x14)e0,6x1,4x

est une primitive de la fonction f sur l'intervalle [0  4].

Calculer la valeur exacte de 04f(x)dx, puis en donner une valeur numérique approchée. (1 point)

partie b

On note Cf la courbe représentative de la fonction f sur l'intervalle [0   4].

On considère la fonction g définie par g(x)=4x24x+1.

On note Cg la courbe représentative de cette fonction sur l'intervalle [0   0,5]. On a tracé ci-dessous les courbes Cf et Cg dans un repère d'origine O et, en pointillés, les courbes obtenues par symétrie de Cf et Cg par rapport à l'axe des abscisses :

matT_1805_12_00C_03

1. Montrer que 00,5g(x)dx=16. (0,5 point)

2. On considère le domaine plan délimité par les courbes Cf, Cg, leurs courbes symétriques (en pointillés) ainsi que la droite d'équation x = 4. Ce domaine apparaît coloré sur la figure ci-contre.

Calculer une valeur approchée de l'aire, en unités d'aire, de ce domaine. (1,25 point)

Les clés du sujet

Exercice 1 (Commun à tous les candidats)

1. Étudiez le signe de f(x) ou observez graphiquement les variations de f.

2. Déterminez par lecture graphique le signe de ce coefficient directeur.

3. Étudiez le signe de f(x).

5. Déterminez graphiquement un encadrement de l'aire en « comptant les carreaux ».

Exercice 2 (Commun à tous les candidats)

Partie C

Vérifiez que les conditions de détermination d'un intervalle de confiance sont remplies.

Exercice 3 (Candidats de série ES n'ayant pas suivi l'enseignement de spécialité et candidats de série L)

2. a) La suite (vn) est géométrique de raison 0,8 si et seulement si, pour tout entier naturel n, vn+1 = 0,8 vn.

4. b) et c) Tenez compte du prix d'un abonnement donné dans l'énoncé.

Exercice 3 (Candidats de série ES ayant suivi l'enseignement de spécialité)

Partie A

Utilisez l'algorithme de Dijkstra.

Partie B

1. b) Sur un graphe probabiliste, la somme des probabilités portées par les arêtes issues d'un même sommet est égale à 1.

4. a) La matrice ligne P vérifie P × M = P, où M est la matrice de transition du graphe déterminée à la question 2.

b) Interprétez le résultat de la question précédente.

Exercice 4 (Commun à tous les candidats)

Partie B

2. Commencez par calculer, comme différence de deux intégrales, l'aire de la partie du domaine située au-dessus de l'axe des abscisses, puis utilisez la symétrie de la figure.

Corrigé

Exercice 1

Commun à tous les candidats

1. Déterminer le signe de la dérivée d'une fonction

info

On peut déterminer par lecture graphique les variations de f et en déduire le signe de sa dérivée.

Pour tout x dans [0,5  5], f(x)=5lnxx2.

• Si x [0,5  1], alors lnx0, donc f(x)0 

• Si x [1  5], alors lnx0, donc f(x)0.

La bonne réponse est b).

2. Déterminer le coefficient directeur d'une tangente à une courbe

info

On peut calculer ce coefficient directeur :f(e)=5e2.

D'après le graphique, la tangente en B à la courbe C a un coefficient directeur négatif, ce qui élimine les réponses b) et c).

La bonne réponse est a).

3. Déterminer le sens de variation de la dérivée d'une fonction

Pour déterminer le sens de variation de f, on étudie le signe de sa dérivée, c'est-à-dire le signe de f. Pour tout x dans [0,5  5], x3>0, donc le signe de f(x) est celui de 10lnx5.

f(x)=010lnx5=0lnx=0,5x=e0,5 

f(x)>010lnx5>0lnx>0,5x>e0,5.

f est donc négative ou nulle sur [0,5e0,5], positive ou nulle sur [e0,55].

D'autre part, e0,51,65 à 0,01 près.

L'intervalle [0,51] est contenu dans [0,5e0,5], donc f est décroissante sur cet intervalle.

attention !

f n'est ni croissante, ni décroissante sur l'intervalle [1   5], donc elle n'est pas monotone sur cet intervalle.

L'intervalle [1   5] contient le nombre e0,5, donc f n'est pas monotone sur cet intervalle.

L'intervalle [2  5] est contenu dans [e0,55], donc f est croissante sur cet intervalle.

La bonne réponse est c).

4. Déterminer l'abscisse d'un point d'inflexion d'une courbe

D'après la question précédente, f s'annule et change de signe en e0,5, donc le point d'inflexion A a pour abscisse e0,5.

La bonne réponse est c).

5. Donner un encadrement d'une aire

attention !

Une unité d'aire correspond à deux carreaux du quadrillage.

Le domaine décrit dans l'énoncé est représenté en violet sur le graphique ci-dessous.

matT_1805_12_00C_04

Son aire A est comprise entre l'aire A1 du polygone hachuré en rouge et l'aire A2 du rectangle hachuré en vert.

Par lecture graphique, en comptant les carreaux A1 = 10 et A2 = 15.

La bonne réponse est b).

Exercice 2

Commun à tous les candidats

partie a

1. a) Déterminer une probabilité et une probabilité conditionnelle

D'après l'énoncé, 80 % des clients règlent des sommes inférieures ou égales à 30 €, donc :

P(V)=0,8.

De plus, parmi les clients qui règlent des sommes inférieures ou égales à 30 €, 40 % paient avec une carte bancaire en mode sans contact, donc :

PV(S)=0,4.

b) Représenter une situation probabiliste par un arbre pondéré

attention !

Si la somme à régler est strictement supérieure à 30 €, alors le client peut régler l'achat en espèces ou bien avec sa carte en mode code secret, mais pas en mode sans contact.

matT_1805_12_00C_05

2. a) Déterminer la probabilité de l'intersection de deux événements

L'événement « le client a réglé un montant inférieur ou égal à 30 € et il a utilisé sa carte bancaire en mode sans contact » est V S.

D'après l'arbre, P(VS)=0,8×0,4, donc :

P(VS)=0,32.

b) Déterminer la probabilité d'un événement

info

On peut utiliser l'événement contraire « le client a payé en espèces ».

L'événement « pour son achat, le client a réglé avec sa carte bancaire en utilisant l'un des deux modes » est la réunion des deux événements disjoints (ou incompatibles) C et S.

Sa probabilité est donc P(C)+P(S).

P(C)=P(CV)+P(C V&macr ) car V et V&macr forment une partition de l'univers.

D'après l'arbre, P(C)=0,8×0,2+0,2×0,7=0,3.

P(S)=P(VS) car le mode sans contact ne peut être utilisé que pour les achats d'un montant inférieur ou égal à 30 €. Donc P(S)=0,32.

Donc P(C)+P(S)=0,62.

La probabilité de l'événement « pour son achat, le client a réglé avec sa carte bancaire en utilisant l'un des deux modes » est égale à 0,62.

partie b

1. Déterminer une probabilité associée à une loi normale

P(X30)=0,5+P(27,5X30)

D'après la calculatrice :

P(X30)0,80.

2. Déterminer une autre probabilité associée à une loi normale

La variable aléatoire X suit la loi normale d'espérance μ = 27,5 et d'écart-type σ = 3.

24,5 = μ - σ et 30,5 = μ + σ, donc :

P(24,5X30.5)0,68.

partie c

Déterminer un intervalle de confiance d'une proportion

Si f est la fréquence d'individus possédant un certain caractère dans un échantillon de taille n et si n30,  n×f5etn×(1f)5, alors l'intervalle [f1n  f+1n] est un intervalle de confiance au niveau de confiance 95 % de la proportion d'individus possédant le caractère dans l'ensemble de la population.

Avec f=175200=0,875 et n = 200 :

n30, n×f=1755 et n×(1f)=255.

Les conditions sont remplies, on peut déterminer un intervalle de confiance au niveau de confiance 95 % de :

I=[f1n   f+1n].

En arrondissant les bornes à 103 : I=[0,800,95].

Exercice 3

Candidats de série ES n'ayant pas suivi l'enseignement de spécialité et candidats de série L

1. Calculer deux termes d'une suite

u1 = 0,8 u0 + 18

u1=70.

u2 = 0,8 u1 + 18

u2=74.

2. a) Montrer qu'une suite est une suite géométrique

Pour tout entier naturel n :

vn+1 = un+1 - 90

vn+1 = 0,8 un + 18 - 90

vn+1 = 0,8 un - 72

vn+1=0,8 (vn+90)72

vn+1 = 0,8 vn + 0,8 × 90 - 72

vn+1=0,8 vn.

Donc, la suite (vn) est une suite géométrique de raison 0,8.

Son premier terme est v0 = u0 - 90.

Le premier terme de la suite (vn) est v0 = - 25.

b) Donner l'expression du terme général d'une suite

D'après la question précédente, pour tout entier naturel n :

vn=25×0,8n

Pour tout entier naturel n, un = vn + 90, donc :

un=9025×0,8n.

3. a) Compléter un algorithme

L'algorithme calcule les termes successifs de la suite (un).

Pour qu'il détermine le plus petit entier naturel n tel que un  85, on complète la ligne 3 de la manière suivante :

Tant que u85

b) Déterminer la valeur d'une variable à la fin d'un algorithme

On peut décrire dans un tableau d'étapes le fonctionnement de l'algorithme :

n

0

1

2

3

4

5

6

7

8

u

65

70

74

77,2

79,76

81,81

83,45

84,76

85,81

(valeurs de u arrondies à 0,01).

On a u7  85 et u8 > 85.

À la fin de l'exécution de l'algorithme, la valeur de la variable n est 8.

c) Retrouver par le calcul la valeur d'une variable à la fin d'un algorithme

info

0,8  1, donc ln0,80  quand on divise les deux membres par ln0,8, le sens de l'inégalité est inversé.

On résout l'inéquation un  85. Cette inéquation équivaut successivement à :

9025×0,8n85

25×0,8n5

0,8n0,2

nln0,8ln0,2

nln0,2ln0,8.

ln0,2ln0,87,21 et n est un entier naturel, donc un  85 équivaut à n  8.

Le plus petit entier naturel n tel que un85 est donc 8.

4. a) Modéliser une évolution par une suite

En juillet 2017, 65 personnes avaient souscrit l'abonnement au panier bio, ce qui correspond à u0 = 65.

D'un mois à l'autre, 20 % des abonnement sont résiliés, donc 80 % des abonnés le mois n conservent leur abonnement le mois n + 1, et 18 personnes supplémentaires souscrivent l'abonnement. Donc pour déterminer le nombre d'abonnés le mois n + 1, on multiplie par 0,8 le nombre d'abonnés du mois n et on ajoute 18, ce qui correspond à la formule :

un+1 = 0,8 un + 18.

Donc, la suite (un) définie par u0=65 et un+1=0,8 un+18 permet de modéliser le nombre d'abonnés au panier bio le n-ième mois qui suit le mois de juillet 2017.

b) Déterminer si une recette dépassera une valeur donnée

Le n-ième mois qui suit le mois de juillet 2017, le nombre d'abonnés est égal à un et chaque abonné paie 52 €  la recette de la société Biocagette est donc égale (en euros) à 52 un.

Pour déterminer au bout de combien de mois la recette dépasse 4 420 €, on résout l'inéquation 5un4420, soit, en divisant les deux membres par 52, un  85.

D'après la question 3., cette inéquation équivaut à n  8.

C'est donc à partir du 8e mois qui suit le mois de juillet 2017, c'est-à-dire à partir du mois de mars 2018 que la recette mensuelle de la société Biocagette dépasse 4 420 €.

c) Déterminer la limite d'une recette mensuelle

Puisque (vn) est une suite géométrique de raison 0,8 et que 0  0,8  1, la suite (vn) converge vers 0, donc la suite (un) converge vers 90.

90 × 52 = 4 680.

La recette mensuelle de la société Biocagette tend donc vers 4 680 €.

Exercice 3

Candidats de série ES ayant suivi l'enseignement de spécialité

partie a

Déterminer le plus court chemin sur un graphe

On utilise l'algorithme de Dijkstra, résumé par le tableau suivant :

A

B

C

D

E

F

G

H

retenu

0

A (0)

 

47 (A)

56 (A)

23 (A)

30 (A)

E (23)

 

43 (E)

56 (A)

65 (E)

 

30 (A)

63 (E)

F (30)

 

43 (E)

56 (A)

65 (E)

   

58 (F)

B (43)

   

53 (B)

65 (E)

   

58 (F)

C (53)

     

65 (E)

   

58 (F)

H (58)

     

65(E)

   

81 (H)

 

D (65)

           

80 (D)

   

Le chemin le plus court pour Louis de son domicile (A) à son travail (G) est :

AEDG

Sa longueur est 80 km.

partie b

1. a) Déterminer l'état probabiliste initial

Le 1er janvier 2018, Louis utilise le covoiturage, donc c0 = 1 et t0 = 0, d'où :

P0=(10).

b) Représenter une situation par un graphe probabiliste

Le graphe suivant représente la situation :

matT_1805_12_00C_06

En effet si Louis a utilisé le covoiturage lors d'un trajet, alors lors du prochain déplacement il se déplace en transports en commun avec une probabilité de 0,78, donc il utilise le covoiturage avec une probabilité de 0,22  s'il a utilisé les transports en commun lors d'un trajet, alors pour le déplacement suivant il utilise le covoiturage avec une probabilité de 0,53, donc les transports en commun avec une probabilité de 0,47.

2. Déterminer la matrice de transition d'un graphe

La matrice de transition de ce graphe est :

M=(0,220,780,530,47).

3. Déterminer un état probabiliste

P2=P0×M2=(10) (0,220,780,530,47)2

P2=(0,46180,5382).

Au bout de 2 jours (puisqu'il s'agit de déplacements quotidiens), c'est-à-dire le 3 janvier 2018, Louis utilise le covoiturage avec une probabilité de 0,4618 et les transports en commun avec une probabilité de 0,5382.

4. a) Déterminer l'état stable d'un graphe probabiliste

L'état stable P = (x y) vérifie P × M = P et x + y = 1.

P×M=P{0,22x+0,53y=x0,78x+0,47y=y0,78x0,53y=0.

On résout le système : {0,78x0,53y=0x+y=1, d'où :

(xy)=(5313178131).

En prenant des valeurs approchées à 0,01 près : x=0,4 et y=0,6.

b) Interpréter l'état stable d'un graphe probabiliste

D'après la question précédente, à long terme, Louis utilise le covoiturage avec une probabilité proche de 0,4 et prend les transports en commun avec une probabilité voisine de 0,6.

Louis n'utilisera donc pas le covoiturage aussi souvent que les transports en commun.

Exercice 4

Commun à tous les candidats

partie a

1. Calculer la dérivée d'une fonction

Pour tout réel x appartenant à l'intervalle [0  4] :

 f(x)=3,6 e0,6x+(3,6x+2,4)×(0,6e0,6x)

f(x)=e0,6x(3,62,16x1,44)

f(x)=(2,16x+2,16)e0,6x

f(x)=2,16e0,6x(1x).

2. a) Étudier le signe de la dérivée d'une fonction

Pour tout réel x appartenant à l'intervalle [0  4], 2,16e0,6x>0, donc f(x) est du signe de (1 - x).

Si x[01[, alors f(x)>0 

 f(1)=0 

si x]14], alors f(x)0.

b) Dresser le tableau de variation d'une fonction

D'après la question précédente, le tableau de variation de f sur [0  4] est :

matT_1805_12_00C_07

f(0)=1  f(1)1,89  f(4)0,12

3. Calculer une intégrale

Puisque F est une primitive de f sur [0  4], alors :

04f(x)dx=F(4)F(0)

04f(x)dx=8,438 e2,44,95.

partie b

1. Calculer une intégrale

Une primitive de la fonction g sur [0  0,5] est la fonction G:x43x32x2+x.

Donc :

00,5g(x)dx=G(0,5)G(0)

00,5g(x)dx=43×0,532×0,52+0,5

00,5g(x)dx=43×182×14+12

00,5g(x)dx=1612+12

00,5g(x) dx=1.

2. Calculer l'aire d'un domaine plan

La partie du domaine coloré située au-dessus de l'axe des abscisses a pour aire, en unités d'aire :

04f(x)dx00,5g(x)dx=8,438 e2,416

04f(x)dx00,5g(x)dx=2473038 e2,4

Par symétrie, l'aire A, en unités d'aire, du domaine coloré est le double de l'aire précédente.

A=2471576 e2,4

A9,57.

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