Nom : … Classe : 2nde …

Devoir commun n°1le 17/01/2018

Note : … / 25

L'utilisation de la calculatrice est autorisée. La qualité de la rédaction, la clarté et la précision des raisonnements entreront pour une part importante dans l'appréciation des copies. Le sujet devra être rendu.

Exercice 1 : … / 6,5 points On se place dans le repère orthonormé ( O , I , J ) ci-dessous.

1. Donner les coordonnées des points A, B et C.2. Calculer les coordonnées de milieu K de [BC].3. Calculer les coordonnées du point D tel que ABDC soit un parallélogramme.4. On pose E ( 3 ; - 1) et on admet que F ( 4 ; 4 ) est le symétrique de C par rapport à A.

a) Placer les points K, D, E et F.b) Quelle est la nature du triangle AEF ? Justifier.

5. On considère l'algorithme suivant, écrit en langage python :

Cet algorithme permet de déterminer l'ordonnée d'un point de la droite (AB) sachant son abscisse .

a) Tester le fonctionnement de l'algorithme avec les coordonnées de A. Puis avec celles de B.b) Calculer les coordonnées du point d'intersection G de la droite (AB) avec l'axe des ordonnées.

y x

Exercice 2 : … / 6 points Une machine fabrique des fers cylindriques pour le béton armé. On contrôle le fonctionnement de la machine en prélevant un échantillon de pièces au hasard. La mesure de leurs diamètres, à mm près, a donné :

Diamètres 24,3 24,4 24,5 24,6 24,7 24,8 24,9 25 25,1 25,2 25,3 25,4 25,5 25,6 25,7Effectifs 2 4 8 7 13 16 11 8 6 9 5 4 4 2 1Effectifs cumulés croissants

1. Compléter le tableau ci-dessus. 2. Calculer la moyenne , la médiane , les quartiles et de cette série. 3. Compléter les phrases suivantes :

◦ % des cylindres ont un diamètre inférieur ou égal à ……… mm.◦ …… % des cylindres ont un diamètre supérieur ou égal à mm. ◦ Au moins un quart des cylindres ont un diamètre inférieur ou égal à ……… mm.

4. On estime que la machine fonctionne correctement si les critères suivants sont respectés :◦ – est inférieur à % de la moyenne ;◦ L’écart entre la moyenne et la médiane est inférieur à .◦ Au moins % des diamètres sont dans l’intervalle : [ – ; + ].Peut-on considérer que cette machine fonctionne correctement ?

Exercice 3 : … / 6,5 points Un grossiste, qui se fournit directement auprès d’un producteur asiatique, conditionne et commercialise du thé aromatisé. Chaque semaine, sa production est limitée à tonnes.

Partie A : La recette L’entreprise vend son produit € la tonne.Pour tonnes vendues, on note sa recette en milliers d’euros.

1. Justifier que ∈ [ ; ].2. Justifier que = .

Partie B : Le coût de productionPour tonnes de thé aromatisé conditionné en une semaine, on note le coût de production en milliers d’euros. On estime que = – + .On affiche ci-dessous les courbes des fonctions et dans un repère orthogonal.

Fenêtre d'affichage : ≤ ≤ pas : et : ≤ ≤ pas :

x̄ Me Q1 Q3

Q3 Q1

x̄ x̄

x R(x)

x

R(x) 6x

x C(x)

C(x) x316

52x

2 13x

130

6000

13

0, 5 0, 5

0, 1

32

90

25, 3

69

100 0, 1

R C

0 x 14 1 0 y 120 10

1. Identifier les courbes des fonctions et .2. Résoudre graphiquement :

◦ = ◦ ≥ Vous laisserez apparents les traits de construction qui conduisent à identifier les réponses sur la figure.

3. Résoudre graphiquement et interpréter les résultats obtenus , dans le contexte de l'exercice :◦ > ◦ ≤ Vous laisserez apparents les traits de construction qui conduisent à identifier les réponses sur la figure.

Partie C : Le bénéficePour tonnes conditionnées et vendues en une semaine, le bénéfice en milliers d’euros est donné par :

= .

On donne ci-dessous la courbe représentative de la fonction ainsi que le tableau des valeurs de sur [ ; ] avec un pas égal à .

1. Déduire de la lecture de ces deux documents le tableau de variation de .2. Estimer quel est le maximum pour la fonction et pour quelle valeur de il est

atteint. Interpréter ces deux valeurs dans le contexte de l'exercice.3. On dit qu'une entreprise est bénéficiaire lorsque le bénéfice est positif. Estimer

les quantités de thé qu'il faut vendre pour que l'entreprise soit bénéficiaire.

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x

B(x) R(x) ¡C(x)B B(x)

0 13 0, 5

R C

R(x) 30

R(x) 60

R(x) C(x)

R(x) C(x)

B

B x

Exercice 4 : … / 6 points

Partie A : Etude d'une fonctionSoit la fonction définie sur [ ; + ∞ [ par = .

1. Calculer les images de , et .

2. Montrer que, pour tout réel supérieur ou égal à , on a = .

Partie B : Application à l'étude d'une figure.Sur la figure dessinée ci-dessous, ABCD est un carré et ABEF un rectangle. On pose :AB = BC = et AF = où désigne un nombre réel supérieur ou égal à .L'unité de longueur est le centimètre.

1. Que se passe-t-il sur la figure dans le cas = ?2. On admet par la suite que est strictement supérieur à .

a) Exprimer FD en fonction de .b) Exprimer l'aire de ABCD puis celle de ABEF en fonction de . Développer les résultats.

3. Justifier que l'aire du rectangle FECD est égale à où est la fonction étudiée dans la partie A.

4. On suppose que = . Comparer les aires des rectangles ABEF et FECD.

2x2 ¡ 3x¡ 2f(x)f 2

x 2 f(x) (2x+ 1)(x¡ 2)

3p5 11

3

2x+ 1 x+ 3 x 2

x

x

2

2

x

x

f(x) f

x 3

Correction du DC n°1

Exercice 1 : On se place dans le repère orthonormé ( O , I , J ) ci-dessous.1. Graphiquement, on lit :

A ( 1 ; 1 )B ( - 1,5 ; 2,5 )C ( - 2 ; - 2 ).

2. K est le milieu de [BC] donc :

= = =

= × =

= = =

= × =

3. Si ABDC est un parallélogramme alors ses diagonales [BC] et [AD] ont le même milieu K.On en déduit : = et : =

= = = = = × – = × –

= – = = - = – = = -

4. On pose E ( 3 ; - 1) et on admet que F ( 4 ; 4 ) est le symétrique de C par rapport à A.a) Les points K, D, E et F sont placés sur la figure ci-dessus.b) Pour déterminer la nature du triangle AEF on calcule les carrés de ses longueurs :AE = = = = = AF = = = = = EF = = = = = On a : AE + AF = = = EF

Donc, d'après la réciproque du théorème de Pythagore, le triangle AEF est rectangle en A.5. On considère l'algorithme suivant, écrit en langage python :

Cet algorithme permet de déterminer l'ordonnée d'un point de la droite (AB) sachant son abscisse .

a) On teste le fonctionnement de l'algorithme avec les coordonnées de A. Puis avec celles de B.Si x = = Alors y = = = = En entrant l'abscisse de A, l'algorithme affiche en sortie l'ordonnée de A.Si x = = Alors y = = = = En entrant l'abscisse de B, l'algorithme affiche en sortie l'ordonnée de B.b) Le point G d'intersection de la droite (AB) avec l'axe des ordonnées a pour abscisse .

= = = Le point G a donc pour coordonnées G ( ; ).

y x

xKxA+xD

2 yKyA+yD

22 xK xA + xD 2 yK yA + yDxD 2xK ¡ xA yD 2 yK ¡ yAxD yD

-74

14

xD yD-72

22

-92 4, 5

2 21 122

12

-12 0, 5

2 (xE ¡ xA)2 + (yE ¡ yA)2 (3¡ 1)2 + (-1¡ 1)2 4 + 4 82

2

(xF ¡ xA)2 + (yF ¡ yA)2 (4¡ 1)2 + (4¡ 1)2 9 + 9 18

(xF ¡ xE)2 + (yF ¡ yE)2 (4¡ 3)2 + (4 + 1)2 12 + 52 1 + 25 26

22 + (-2)2

32 + 32

2 2 8 + 18 26 2

yKyB+yC2

2,5¡22

0,52

12

12

14

xKxB+xC

2-1,5¡22

-3,52

-72

12

-74xK

yK

xA -0, 6£ 1 + 1, 6 -0, 6 + 1, 6 1 yA

xB

1

-1, 5 -0, 6£ -1, 5 + 1, 6 0, 9 + 1, 6 2, 5 yB

0yG -0, 6£ 0 + 1, 6 0 + 1, 6 1, 6

1, 60

Exercice 2 : Une machine fabrique des fers cylindriques pour le béton armé. On contrôle le fonctionnement de la machine en prélevant un échantillon de pièces au hasard. La mesure de leurs diamètres, à mm près, a donné :

Diamètres 24,3 24,4 24,5 24,6 24,7 24,8 24,9 25 25,1 25,2 25,3 25,4 25,5 25,6 25,7Effectifs 2 4 8 7 13 16 11 8 6 9 5 4 4 2 1Effectifs cumulés croissants

2 6 14 21 34 50 61 69 75 84 89 93 97 99 100

1. Le tableau est complété.2. Calcul des paramètres de la série :

= =

= 100. est pair et =

La médiane est la moyenne entre la 50ème et la 51ème valeur. = =

= Le 1er quartile est la ème valeur. = .

= Le 3ème quartile est la ème valeur. = .

3. Compléter les phrases suivantes :◦ % des cylindres ont un diamètre inférieur ou égal à mm.◦ % des cylindres ont un diamètre supérieur ou égal à mm. ◦ Au moins un quart des cylindres ont un diamètre inférieur ou égal à mm.

4. On estime que la machine fonctionne correctement si les critères suivants sont respectés :◦ – est inférieur à % de la moyenne ;◦ L’écart entre la moyenne et la médiane est inférieur à .◦ Au moins % des diamètres sont dans l’intervalle : [ – ; + ].Peut-on considérer que cette machine fonctionne correctement ?La machine fonctionne correctement si les 3 critères sont respectés. On les vérifie :

◦ On a : – = = Et : = × ≈

– < donc le 1er critère est respecté.

◦ = = < Donc l’écart entre la moyenne et la médiane est inférieur à . Le 2nd critère est respecté.

◦ [ – ; + ] = [ – ; + ] = [ ; ]Les diamètres compris dans cet intervalle sont ceux compris entre et .On en compte . Ainsi % des diamètres sont compris dans l’intervalle.Donc moins de % des diamètres sont dans l’intervalle [ – ; + ].Le 3ème critère n'est pas respecté.

Conclusion : La machine n'est pas correctement réglée.

100 0, 1

69

25, 3

3Q3 Q1 2

0, 1

90 x̄ 0, 5 x̄ 0, 5

x̄2£24,3+4£24,4+8£24,5+ ...+1£25,7

100 24, 906

NN2

Me24,8+24,9

2 24, 85

25

50

Q1 24, 7

N4

3N4 75

25

75 Q3 25, 1

25

16

24, 7

Q3 Q12100 x̄

Q3 Q1 25, 1¡ 24, 7 0, 42100 x̄

2100

x̄¡Me 24, 906¡ 24, 85 0, 056

0, 498

0, 1

0, 1

x̄ 0, 5 x̄ 0, 5 0, 5 0, 5

24, 906

24, 906 24, 906 24, 406 25, 406

24, 5 25, 4

87 8790 x̄ 0, 5 x̄ 0, 5

N

Exercice 3 : Un grossiste, qui se fournit directement auprès d’un producteur asiatique, conditionne et commercialise du thé aromatisé. Chaque semaine, sa production est limitée à tonnes.

Partie A : La recette L’entreprise vend son produit € la tonne.Pour tonnes vendues, on note sa recette en milliers d’euros.

1. Justifier que ∈ [ ; ]. désigne la quantité de thé commercialisé chaque semaine, en tonnes.

On sait que cette quantité est positive et limitée à tonnes. Donc ∈ [ ; ].2. Justifier que = .

désigne la recette réalisée par l'entreprise, en milliers d’euros. On sait que le thé est commercialisé au prix de 6 mille euros la tonne. Donc = .

Partie B : Le coût de productionPour tonnes de thé aromatisé conditionné en une semaine, on note le coût de production en milliers d’euros. On estime que = – + .On affiche ci-dessous les courbes des fonctions et dans un repère orthogonal.

Fenêtre d'affichage : ≤ ≤ pas : et : ≤ ≤ pas :

1. Identifier les courbes des fonctions et .

La fonction , définie sur [ ; ] par = est une fonction affine (et linéaire).Sa représentation graphique est celle d'une droite (qui passe par l'origine du repère). On en déduit que est représentée graphiquement par la droite, notée et que la fonction est représentée par la courbe, notée c.

2. Résoudre graphiquement :◦ = ◦ ≥ Vous laisserez apparents les traits de construction qui conduisent à identifier les réponses sur la figure.

Graphiquement :◦ = ⇔ = ◦ ≥ ⇔ ∈ [ ; ]

13

6000x R(x)

x 0 13

R(x) 6x

x C(x)

C(x)16x

3 52x

2 13x

R C

0 x 14 1 0 y 120 10

R C

R(x) 30

R(x) 60

x13 x 0 13

R(x)

R(x) 6x

R(x) 6xR 0 13

R dR

dR

C

c

R(x) 60

R(x) 30 x 5

x 1310

3. Résoudre graphiquement et interpréter les résultats obtenus , dans le contexte de l'exercice :◦ > ◦ ≤ Vous laisserez apparents les traits de construction qui conduisent à identifier les réponses sur la figure.

Graphiquement, et avec la précision permise par le graphique :◦ > ⇔ ∈ ] ; [◦ ≤ ⇔ ∈ [ ; ] ∪ [ ; ]

Partie C : Le bénéficePour tonnes conditionnées et vendues en une semaine, le bénéfice en milliers d’euros est donné par :

= .

On donne ci-dessous la courbe représentative de la fonction ainsi que le tableau des valeurs de sur [ ; ] avec un pas égal à .

1. Déduire de la lecture de ces deux documents le tableau de variation de .

2. Le maximum pour la fonction semble être . Il semble atteint en = 8,5. Cela signifierait que l'entreprise réalise un bénéfice maximum de € lorsqu'elle vend 8,5 tonnes de thé.

3. Pour savoir quand le bénéfice est positif on résout > 0. Graphiquement, cela revient à déterminer les abscisses des points de la courbe représentative de qui sont situés au dessus de l'axe des abscisses.

> 0 ⇔ ∈ ] ; [On peut donc estimer que l'entreprise doit vendre entre et tonnes de thé pour être bénéficiaire.Remarque : On retrouve les valeurs trouvées à la question 3 de la partie B, entre lesquelles la recette est supérieure au coût de production .

R(x) C(x)

R(x) C(x)

x

B(x) R(x) ¡C(x)B B(x)

0 13 0, 5

B

B

x

x

R(x) C(x)

R(x) C(x)

x 3, 7 11, 3

0 3, 7 11, 3 13

x

B(x)

0 1, 5 8, 5 13

0

-5, 4375

18, 7708

-34, 6667

18, 7708

18770, 80

B(x)

B(x) x 3, 7 11, 3B

3, 7 11, 3

R C

Exercice 4 :

Partie A : Etude d'une fonctionSoit la fonction définie sur [ ; + ∞ [ par = .

1. Calculer les images de , et .

= = = =

= = = =

= = = = – =

2. Montrer que, pour tout réel supérieur ou égal à , on a = .

∀ ∈ [ ; + ∞ [, = = =

Partie B : Application à l'étude d'une figure.Sur la figure dessinée ci-dessous, ABCD est un carré et ABEF un rectangle. On pose :AB = BC = et AF = où désigne un nombre réel supérieur ou égal à .L'unité de longueur est le centimètre.

1. Que se passe-t-il sur la figure dans le cas = ?Si = alors :◦ AF = = = ◦ AB = = = Dans ce cas, ABEF est un carré, confondu avec ABCD.

Les points F et D sont alors confondus.

2. On admet par la suite que est strictement supérieur à .a) Exprimer FD en fonction de .Les points A, F et D étant alignés dans cet ordre, on a :FD = AD – AF = = =

b) Exprimer l'aire de ABCD puis celle de ABEF en fonction de . Développer les résultats.On note a et a les aires respectives de ABCD et ABEF.ABCD est un carré donc : a = AB = On développe en appliquant l'identité remarquable = a = =

ABEF est un rectangle donc : a = AB × AF = = =

3. Justifier que l'aire du rectangle FECD est égale à où est la fonction étudiée dans la partie A.On note a l'aire du rectangle FECD.a = a – a = – a = – = =

4. On suppose que = . Comparer les aires des rectangles ABEF et FECD.On sait que a = et, d'après le calcul fait en partie A, = .On en déduit que si = alors le rectangle FECD a pour aire cm .De plus, a = Si = alors : a = = = = 4 cm .Donc, si = alors a > a

f 2 f(x) 2x2 ¡ 3x¡ 2

3p5 11

3

x 2 f(x) (2x+ 1)(x¡ 2)

2x+ 1 x+ 3 x 2

x 2

x

x

f(x) f

x 3

f(3) 2£ 32 ¡ 3£ 3¡ 2 2£ 9¡ 9¡ 2 18¡ 11 7

f(p5) 2£

p52 ¡ 3£

p5¡ 2 2£ 5¡ 3

p5¡ 2 10¡ 3

p5¡ 2 8¡ 3

p5

f(113 ) 2£ (113

113)2 ¡ 3£ ¡ 2 121

92£ ¡11¡ 2 2429 ¡ 13 242

91179

1259

2x (2x+ 1)(x¡ 2) 2x2 ¡ 4x+ x¡ 2 2x2 ¡ 3x¡ 2 f(x)

2x+ 1¡ (x+ 3) 2x+ 1¡ x¡ 3 x¡ 2

ABCD ABEF

ABCD2 (2x+ 1)2

(a + b)2 a2 + 2ab+ b2

ABCD (2x)2 + 2£ 2x£ 1 + 12 4x2 + 4x+ 1

ABEF (2x+ 1)(x+ 3) 2x2 + 6x+ x+ 3 2x2 + 7x+ 3

FECD

FECD ABCD ABEF 4x2 + 4x+ 1 (2x2 + 7x+ 3)

FECD 4x2 + 4x+ 1 2x2 ¡ 7x¡ 3 2x2 ¡ 3x¡ 2 f(x)

FECD f(x) f(3) 7

x 3 27

ABEF 2x2 + 7x+ 3x 3 ABEF 2£ 32 + 7£ 3 + 3 2£ 9 + 21 + 3 18 + 24 2 2

x 3 ABEF FECD

x 2

x 2

x+ 3 2 + 3 5

2x+ 1 2£ 2 + 1 5