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Sujet du brevet de France métropolitaine 2024

France métropolitaine • Juillet 2024

Sujet du brevet de France métropolitaine 2024

2 heures

100 points

Exercice 1 • Équiprobabilité au casino 20 points

Mat3_2407_07_00C_01

Au casino, la roulette est un jeu de hasard pour lequel chaque joueur mise au choix sur un ou plusieurs numéros. On lance une bille sur une roue qui tourne, numérotée de 0 à 36. La bille a la même probabilité de s’arrêter sur chaque numéro.

▶ 1. Expliquer pourquoi la probabilité que la bille s’arrête sur le numéro 7 est 137.

▶ 2. Déterminer la probabilité que la bille s’arrête sur une case à la fois noire et paire.

▶ 3. a) Déterminer la probabilité que la bille s’arrête sur un numéro inférieur ou égal à 6.

b) En déduire la probabilité que la bille s’arrête sur un numéro supérieur ou égal à 7.

c) Un joueur affirme qu’on a plus de 3 chances sur 4 d’obtenir un numéro supérieur ou égal à 7. A-t-il raison ?

Exercice 2 • C’est un algorithme ! 20 points

Programme A

Programme B

Choisir un nombre.

Prendre le carré du nombre choisi.

Multiplier le résultat par 2.

Ajouter le double du nombre de départ.

Soustraire 4 au résultat.

069_mat3_2407_07_00C_Groupe_Schema_0

▶ 1. a.) Vérifier que, si on choisit 5 comme nombre de départ, le résultat du programme A est 56.

b) Quel résultat obtient-on avec le programme B si on choisit −9 comme nombre de départ ?

▶ 2. On choisit un nombre quelconque x comme nombre de départ.

a) Parmi les trois propositions ci-dessous, recopier l’expression qui donne le résultat obtenu par le programme B.

E1 = (x + 2) − 1

E2 = (x + 2) × (x − 1)

E3 = x + 2 × x − 1

b) Exprimer en fonction de x le résultat obtenu avec le programme A.

▶ 3. Démontrer que, quel que soit le nombre choisi au départ, le résultat du programme A est toujours le double du résultat du programme B.

Exercice 3 • Comme une pelle à tarte 22 points

mat3_2407_07_00C_03

Sur la figure ci-dessus, on a :

C est un cercle de centre O et de rayon 4,5 cm ;

[AB] est un diamètre de ce cercle et D est un point du cercle ;

les points B, E, A sont alignés, ainsi que les points D, F, A ;

les droites (BD) et (EF) sont parallèles ;

BD = 5,4 cm ; DA = 7,2 cm et AE = 2,7 cm.

 1. Justifier que le diamètre [AB] mesure 9 cm.

▶ 2. Démontrer que le triangle ABD est rectangle en D.

▶ 3. Calculer AF.

▶ 4. a) Justifier que l’aire du triangle ABD est égale à 19,44 cm2.

b) Calculer l’aire du disque, arrondie au centième.

Rappel : l’aire du disque est égale à π × R2, où R est le rayon du disque.

▶ 5. Quel pourcentage de l’aire du disque représente l’aire du triangle ABD ?

Exercice 4 • QCM en éventail 18 points

Cet exercice est un questionnaire à choix multiple (QCM). Pour chaque question, trois réponses (A, B ou C) sont proposées. Une seule réponse est exacte. Aucune justification n’est demandée.

Question

Réponse A

Réponse B

Réponse C

▶ 1. On considère la fonction f définie par f(x) = 3x − 2.

Quelle est l’image de −4 par cette fonction ?

−14

−10

−3

▶ 2. Combien vaut (−5)3 ?

−125

−15

125

mat3_2407_07_00C_04

▶ 3. Quelle est l’image du point J par la translation qui transforme C en A ?

H

E

D

mat3_2407_07_00C_05

▶ 4. Quel est l’antécédent de 3 par la fonction f ?

3

−3

0

▶ 5. On a mesuré les tailles, en m, de sept élèves :

1,46 ; 1,65 ; 1,6 ; 1,72 ; 1,7 ; 1,67 ; 1,75.

Quelle est la médiane, en m, de ces tailles ?

1,72

1,67

1,65

mat3_2407_07_00C_06

▶ 6. Dans le triangle ABC rectangle en A ci-dessous, qui n’est pas en vraie grandeur, quelle est la valeur de cos α ?

0,8

0,75

0,6

Exercice 5 • La fête au club de natation 20 points

Un club de natation propose un après-midi découverte pour les enfants.

Partie A

La présidente du club veut offrir des petits sachets cadeaux tous identiques contenant des autocollants et des drapeaux avec le logo du club. Elle a acheté 330 autocollants et 132 drapeaux et veut tous les utiliser. Elle veut que, dans chaque sachet, il y ait exactement le même nombre d’autocollants et que, dans chaque sachet, il y ait exactement le même nombre de drapeaux.

 1. Pourquoi n’est-il pas possible de faire 15 sachets ?

 2. a) Décomposer 330 et 132 en produits de facteurs premiers.

b) En déduire le plus grand nombre de sachets que la présidente pourra réaliser.

c) Dans ce cas, combien mettra-t-elle d’autocollants et de drapeaux dans chaque sachet ?

Partie B

La piscine a la forme d’un pavé droit représenté ci-dessous.

Elle est remplie aux 910 du volume.

1 m3 d’eau coûte 4,14 €.

Combien coûte le remplissage de la piscine ?

mat3_2407_07_00C_07

 

Les clés du sujet

Exercice 1

L’intérêt du sujet

Cet exercice te permet de travailler les probabilités dans une situation d’équiprobabilité.

Nos coups de pouce, question par question

1., 2. et 3.a) Déterminer une probabilité

Compte le nombre de cas possibles et le nombre de cas favorables.

3. b) Déterminer un évènement contraire

Utilise le fait que les évènements « numéro inférieur ou égal à 6 » et « numéro supérieur à 7 » sont contraires.

c) Comparer des fractions

Réduis les fractions au même dénominateur puis compare-les.

Exercice 2

L’intérêt du sujet

Au travers de programmes de calculs, travaille à la fois le calcul littéral et l’algorithmique.

Nos coups de pouce, question par question

1. Comprendre un programme de calcul

Déroule chaque programme pas à pas en partant des valeurs de départ proposées.

2. Déterminer une expression littérale

Remplace le nombre choisi par x.

3. Montrer une égalité

Développe le résultat du programme B et factorise le résultat du programme A par 2 ; compare-les.

Exercice 3

L’intérêt du sujet

Cet exercice permet de réviser les principaux théorèmes de géométrie plane.

Nos coups de pouce, question par question

1. Lire des informations

Quel est le lien entre rayon et diamètre ?

2.  Utiliser la réciproque du théorème de Pythagore

Prouve que l’égalité de Pythagore est vraie avec les longueurs des côtés du triangle ABD.

3. Utiliser le théorème de Thalès

Écris les quotients égaux dans les triangles semblables AEF et ABD.

4. Calculer des aires

L’aire d’un triangle rectangle est L×l2.

5. Déterminer un pourcentage

Calcule le quotient aire(ABD)aire(disque).

Exercice 4

L’intérêt du sujet

Ce QCM propose un large éventail de notions : image et antécédent par une fonction, translation, statistiques, mesure d’un angle.

Nos coups de pouce, question par question

1. Calculer une image

Remplace x par la valeur et calcule.

2. Calculer une puissance d’un nombre

Multiplie le nombre −5 trois fois par lui-même.

3. Donner l’image d’un point par une translation

Une translation est un glissement.

4. Lire graphiquement un antécédent

Pars de = 3 sur la courbe et lis l’abscisse correspondante.

5. Déterminer une médiane

Range les valeurs dans l’ordre croissant et prend la valeur centrale.

6. Déterminer le cosinus d’un angle aigu

Le cosinus d’un angle aigu est le quotient du côté adjacent à l’angle par l’hypoténuse.

Exercice 5

L’intérêt du sujet

Cet exercice permet de revoir la partie arithmétique et de calculer un volume.

Nos coups de pouce, question par question

Partie A  1. Utiliser la divisibilité

Vérifie si 132 est divisible par 15.

2. a) Décomposer en produit de facteurs premiers

Les nombres premiers à tester, dans l’ordre, sont 2 ; 3 ; 5 ; 7 ; 11.

b) Déterminer le plus grand diviseur commun

Le plus grand diviseur commun est le produit des facteurs communs aux deux décompositions.

c) Interpréter concrètement une valeur

Divise chaque quantité par le nombre de sachets.

Partie B
Calculer des volumes usuels

Détermine le volume du pavé droit puis le volume rempli. Détermine enfin le prix à payer.

Exercice 1

1. Il y a 37 issues possibles et un seul cas favorable donc p(« 7 ») = 137.

2. Les cases noires et paires correspondent aux nombres : 4, 2, 6, 8, 10, 24, 20, 22, 28, 26. Il y en a donc 10.

p(« case noire et paire ») = 1037.

3. a) p(« numéro inférieur ou égal à 6 ») = p(0 ou 1 ou 2 ou 3 ou 4 ou 5 ou 6) = 737.

b) Les évènements « numéro inférieur ou égal à 6 » et « numéro supérieur à 7 » sont contraires.

Donc p(« numéro supérieur à 7 ») = 1 − p(« numéro inférieur ou égal à 6 »), soit :

p(« numéro supérieur à 7 ») = 1737=3737737= 3037.

c) Il s’agit de comparer les fractions 34 et 3037.

Mettons-les au même dénominateur : 34=3×374×37=111148 et 3037=30×437×4=120148.

Donc 3037>34 et le joueur a raison.

Exercice 2

▶ 1. a) On obtient bien 56, avec le programme A, en prenant comme nombre de départ 5.

5

52 = 25

25 × 2 = 50

50 + 2 × 5 = 60

60 – 4 = 56

b) On obtient 70, avec le programme B, en prenant comme nombre de départ −9.

Nombre choisi = −9

Résultat 1 = −9 + 2 = −7

Résultat 2 = −9 – 1 = −10

Le résultat est −7 × (−10) = 70

▶ 2. a) C’est l’expression E2 qui donne l’expression générale du résultat du programme B.

b) Prenons x comme nombre de départ :

x

x2

2x2

2x2 + 2x

2x2 + 2x − 4

Le résultat du programme A s’écrit donc 2x2 + 2x − 4.

▶ 3. Développons le résultat du programme B :

(x + 2)(x − 1) = x2 – x + 2x – 2 = x2 + x − 2.

Factorisons par 2 le résultat du programme A : 

2x2 + 2x – 4 = 2(x2 + x − 2).

On obtient bien que le résultat du programme A est le double du résultat du programme B.

Exercice 3

▶ 1. Le diamètre d’un cercle est le double du rayon de ce même cercle.

Donc [AB] mesure 2 × 4,5 cm = 9 cm.

▶ 2. [AB] est le plus grand côté du triangle.

AB2 = 92 = 81

AD2 + DB2 = 7,22 + 5,42 = 51,84 + 29,16 = 81

Donc AB2 = AD2 + DB2.

Donc, d’après la réciproque du théorème de Pythagore, ABD est rectangle en D.

▶ 3. (DF) et (BE) sont sécantes en A ; (BD) et (EF) sont parallèles.

Donc, d’après le théorème de Thalès, on a AFAD=AEAB=FEDB.

C’est-à-dire AF7,2=2,79=FE5,4.

Donc, avec le produit en croix, on a AF = 7,2×2,79 = 2,16 cm.

▶ 4. a) Aire(ABD) = L×l2 = BD×DA2 = 5,4×7,22 = 19,44 cm2.

b) Aire(disque) = π × r2 = π × 4,52 = 20,25π  63,62 cm2.

▶ 5. aire(ABD)aire(disque)×10019,4463,62×10030,6.

Donc l’aire du triangle ABD représente environ 30,6 % de l’aire du disque.

Exercice 4

▶ 1. La bonne réponse est la réponse A.

f(−4) = 3 × (−4) − 2 = −12 − 2 = −14.

▶ 2. La bonne réponse est la réponse A.

(−5)3 = (−5) × (−5) × (−5) = −125.

3. La bonne réponse est la réponse B.

Si C se transforme en A alors J glisse sur le point E.

▶ 4. La bonne réponse est la réponse C.

Prenons y = 3 sur l’axe des ordonnées. On lit que l’antécédent de 3 par cette fonction est 0.

▶ 5. La bonne réponse est la réponse B.

Rangeons les valeurs dans l’ordre croissant : 1,46 ; 1,6 ; 1,65 ; 1,67 ; 1,7 ; 1,72 ; 1,75.

La valeur centrale est la médiane ; ici, c’est 1,67.

▶ 6. La bonne réponse est la réponse A.

ABC est rectangle en A.

cos(α)=côté adjacent à B^hypoténuse=ABBC=45=0,8.

Exercice 5

Partie A

▶ 1. 13215=8,8

Donc 132 n’est pas divisible par 15.

On ne peut pas faire 15 sachets.

▶ 2. a)

Tableau de 5 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 5 lignes ;Ligne 1 : 330; 2; Ligne 2 : 165; 3; Ligne 3 : 55; 5; Ligne 4 : 11; 11; Ligne 5 : 1; ;
Tableau de 5 lignes, 2 colonnes ;Corps du tableau de 5 lignes ;Ligne 1 : 132; 2; Ligne 2 : 66; 2; Ligne 3 : 33; 3; Ligne 4 : 11; 11; Ligne 5 : 1; ;

Donc 330 = 2 × 3 × 5 × 11 et 132 = 22 × 3 × 11.

b) Le plus grand diviseur commun à 330 et 132 est 2 × 3 × 11 = 66.

Donc le plus grand nombre de sachets que la présidente pourra réaliser est 66.

c) 33066=et 13266=2

Donc elle mettra, dans chaque sachet, 5 autocollants et 2 drapeaux.

Partie B

Vpavé droit = L × l × h = 25 × 15 × 2 = 750 m3

Vrempli = 910×750 = 675 m3

Coût du remplissage : 4,14 × 675 = 2 794,5 €

Donc le remplissage de la piscine coûtera 2 794,5 €.

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