Examen Simili 3 · Maths 2 SPC-SVT · corrigé détaillé

Cet examen simili 3 de maths 2 SPC-SVT pour la 2ème Bac PC et SVT est proposé avec un corrigé détaillé étape par étape pour s’entraîner dans les conditions de l’examen. Retrouvez les autres leçons dans la catégorie 2Bac PC-SVT.

Simili 3 – Maths 2 SPC-SVT

Niveau : 2PC – SVT · Énoncé et correction détaillée

Exercice 01Équation différentielle, fonction exponentielle et suite de la forme un+1 = f(un)

I.

On considère l’équation différentielle suivante : (E) : y″ − 2y′ + y = 0.

01. Résoudre l’équation (E).

02. Déterminer la fonction h qui vérifie l’équation (E) et sa courbe passe par le point O(0 ; 0) et h′(0) = −1.

03. Vérifie que : la fonction g(x) = 2 − xex vérifie l’équation (E1) : y″ − 2y′ + y = 2.

II.

On considère la fonction g définie sur ℝ par g(x) = 2 − xex.

01. Calculer : limx→+∞ g(x) et limx→−∞ g(x).

02.

a. Calculer g′ la fonction dérivée de g sur ℝ ; puis donné le tableau de variation de g sur ℝ.

b. Montrer qu’il existe un réel unique α tel que g(α) = 0 et 0,8 < α < 0,9.

c. On déduit que le signe g(x) suivant les valeurs de x de ℝ.

III.

On considère la fonction f définie sur ℝ par f(x) = 2x + 2ex + 2 et (Cf) sa courbe représentative dans un repère orthonormé (O, i, j) ( unité de mesure est 2 cm ).

01. Calculer : limx→+∞ f(x) puis donner une inter présentation géométrique du résultat obtenu.

02. Calculer : limx→−∞ f(x).

03. Montrer que la courbe (Cf) de f admet une asymptote oblique la droite (Δ1) au voisinage de −∞ et déterminer son équation.

04.

a. Etudier la position relative de (Cf) et la droite (Δ1).

b. Etudier la position relative de (Cf) et la droite (Δ) d’équation y = x.

05.

a. Montrer que : pour tout x de ℝ on a f′(x) = 2g(x)(2 + ex)2.

b. On déduit le signe de f′(x).

c. Démontrer que : f(α) = α.

d. Dresser le tableau des variations de f.

e. Construire dans le repère (O, i, j) la courbe (Cf) et les deux droites (Δ1) et (Δ).

06. On considère la fonction k la restriction de f sur I = [−1 ; α].

a. Montrer que : k est une bijection de I vers J ; on détermine J.

b. Vérifier que : k(0) = 23 puis déterminer (k−1)′(23).

c. Construire (Ck−1) la courbe représentative de k−1 dans le même repère (O, i, j).

07. On considère la suite numérique (un)n∈ℕ définie par : u0 = 12 et un+1 = f(un) ; n ∈ ℕ.

a. Montrer par récurrence que : ∀n ∈ ℕ ; 0 ≤ un ≤ α.

b. On utilise (Cf) et la droite (Δ) présenter sur l’axe des abscisses : u0 et u1 et u2.

c. Donner la conjoncture sur la monotonie de (un).

d. Prouver la validité de la conjoncture.

e. On déduit que : (un) est convergente.

f. Déterminer la limite de (un).

Exercice 02Nombres complexes

I.

On considère l’équation suivante : (E) : z ∈ ℂ, z2 − 2z + 5 = 0.

01. Déterminer z1 et z2 les deux solutions de (E) tel que Im(z1) > 0.

02. On déduit la solution générale de l’équation différentielle suivante : (E1) : y″ − 2y′ + 5y = 0.

II.

Soit le nombre complexe : a = 1 + i(2 − √3).

01. Montrer que : le module de a est √6 − √2.

02. Vérifier que : a = 2 sin π6 + 2i(1 − cos π6).

03.

a. θ est un nombre réel montrer que : 1 − cos 2θ = 2 sin2 θ ( on rappel que cos 2θ = cos2 θ − sin2 θ ).

b. Montrer que : a = 4 sin π12 cos π12 + 4i sin2 π12. ( on rappel que sin 2θ = 2 cos θ sin θ ).

c. Montrer que 4 sin π12 (cos π12 + i sin π12) et qui représente la forme trigonométrique de a puis on déduit la valeur de sin π12.

III.

Dans le plan complexe (P) rapporté a un repère orthonormé (O, u, v) ; on considère les points A et B d’affixes respectivement a = 1 + i(2 − √3) et b. Soit R la rotation de centre O origine du repère et d’angle π2.

01. Donner la forme trigonométrique de b l’affixe de B image de A par la rotation R.

Exercice 03Probabilité

Dans un laboratoire d’essaies scientifiques un cage contient 5 lapins indiscernables au touche dont 2 lapins de la catégorie 2 et 2 lapins de la catégorie 5 et 1 lapin de la catégorie 4.

I.

On considère l’expérience suivante : un chercheur tire au hasard et simultanément deux lapins de la cage sachant que tous les lapins ont même probabilités d’être tirés.

01. Calculer probabilité de l’événement suivante C : « les 2 lapins tirés sont de même catégorie ».

02. Calculer probabilité de l’événement suivante D : « les 2 lapins tirés n’ont pas même parité de la catégorie ».

II.

Soit la variable aléatoire X définie par « il associe à chaque tirage le produit des numéros de leurs catégories ».

01. Déterminer les valeurs de la variable aléatoire X.

02. Déterminer la loi de probabilité de X.

03. Est-ce que les événements C et (X = 10) sont indépendants.

III.

On répète l’expérience précédente quatre fois et à chaque fois on remet les lapins au cage avant de répété l’expérience.

01. Calculer la probabilité de l’événement K « l’événement C se réalise une fois et une seule lorsqu’on répète l’expérience quatre fois ».

02. On considère la variable aléatoire Y définie par « le nombre de fois l’événement C est réalisé lorsqu’on répète l’expérience précédent quatre fois ».

a. Comment on appelle la variable aléatoire Y et on précise ses paramètres.

b. Donner l’ensemble Y(Ω) ( ensemble des valeurs de Y ).

c. Donner p(Y = k) avec k ∈ Y(Ω).

d. Calculer : l’espérance mathématique E(Y) ; la variance V(Y) et l’écart-type σ(Y).

Exercice 04Probabilité (tirage de cartes)

Pour déterminer deux questions a un examen d’orale ; l’étudiant tire au hasard deux cartes l’une après l’autre d’une boite contenant 6 cartes qui concernent les questions de mathématique ( on les désigne par m ) et 4 cartes qui concernent les questions de la physique ( on les désigne par p ) ; on suppose que les cartes sont indiscernables au touche.

01. Compléter l’arbre de probabilités.

02. On considère les événements suivants : A « les deux cartes tirées sont de la physique » ; B « les deux cartes tirées ne sont pas de la même matière ». Montrer que : p(A) = 215 et p(B) = 815.

03. On considère la variable aléatoire X définie par « il associe à chaque tirage de deux cartes le nombre de cartes de physique tirées ».

a. Déterminer les valeurs de la variable aléatoire X.

b. Déterminer la loi de probabilité de X.

Exercice 05Produit scalaire dans l’espace et produit vectoriel

Dans l’espace (ℰ) est rapporté au repère orthonormé direct (O, i, j, k) on considère : les deux points A(2, 0, −1) et B(0, −3, 4) et C(−1, 2, 0).

01.

a. Montrer que : AB ∧ AC = −13i − 13j − 13k.

b. Est-ce que les points A et B et C sont alignés.

c. Déterminer les cordonnés du vecteur : AB ∧ AC. Est-ce que les points A et B et C sont alignés.

d. On déduit qu’une équation cartésienne du plan (ABC) est : x + y + z − 1 = 0.

e. Calculer : la surface du triangle ABC.

02.

a. Déterminer une représentation paramétrique de la droite (Δ) passant par Ω(5, 0, 2) et orthogonale au plan (ABC).

b. Vérifie que la projection orthogonale du point Ω sur le plan (ABC) est le point H(3, −2, 0).

c. Vérifie que la distance r = ΩH = 2√3.

d. Déterminer l’équation cartésienne du sphère (S1) de centre Ω et de rayon r = ΩH = 2√3.

e. Déterminer la position relative du plan (ABC) et la sphère (S1).

03. Soit (S2) l’ensemble des points M(x, y, z) de l’espace (ℰ) qui vérifie la relation suivante : (S2) : x2 + y2 + z2 − 2x + 8y + 4z + 5 = 0.

a. Déterminer la nature de (S2) et ses éléments caractéristiques.

04.

a. Calculer la distance du point I(1, −4, −2) au plan (ABC).

b. On déduit que le plan (ABC) coupe le sphère suivant un cercle (Γ).

c. Déterminer RΓ le rayon de (Γ). Puis les cordonnés du point IΓ centre de (Γ).