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CRPE 2017 sujet 4
Eacutepreuve de matheacutematiques CRPE 2017 groupe 4
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Dureacutee 4 heuresEacutepreuve noteacutee sur 40
I Premiegravere partie (13 points)
Partie A puissance eacutelectrique dune eacuteolienne
Le graphique ci-dessous repreacutesente les variations de la puissance eacutelectriqueexprimeacutee en kilowatt (kW) fournie par une certaine eacuteolienne en fonction de lavitesse du vent exprimeacutee en megravetre par seconde (ms)
La forme de la courbe deacutepend des caracteacuteristiques meacutecaniques et eacutelectriques deleacuteolienne
Reproduit dapregraves la source httpwwwvestascomenproductsturbinesv112-3_3_mw
Reacutepondre aux questions suivantes avec la preacutecision permise par le graphique
1 Quelle est la puissance eacutelectrique de leacuteolienne quand la vitesse du vent est11 ms
-1-
CRPE 2017 sujet 4
Quand le vent est de 11 ms la puissance de leacuteolienne est3 000 kW
2 Agrave partir de quelle vitesse du vent la puissance eacutelectrique de leacuteolienne est-ellesupeacuterieure agrave 500 kW
La puissance est supeacuterieure agrave 500 kW agrave partir de 65 m sdot sminus1
3 La puissance eacutelectrique de leacuteolienne est-elle proportionnelle agrave la vitesse duvent Justier
-2-
CRPE 2017 sujet 4
Si la puissance eacutetait proportionnelle agrave la vitesse du vent la fonction don-nant la puissance en fonction du vent serait une fonction lineacuteaire Sa courberepreacutesentative serait une droite passant par lorigine du repegraverePuisque la courbe nest pas une droite passant par lorigine
la puissance eacutelectrique nest pas proportionnelle agrave la vitesse duvent
4 Pour quelles vitesses du vent la puissance eacutelectrique de leacuteolienne est-ellecomprise entre 1 000 et 2 000 kW
[ ]
La puissance sera comprise entre 1 000 et 2 000 kW si la vitesseest comprise entre 75 m sdot s
minus1 et 95 m sdot sminus1
5 Quelle est la puissance eacutelectrique maximale que peut fournir leacuteolienne
-3-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance maximale est de 3 500 kW
6 Agrave partir de quelle vitesse du vent en kmh la puissance eacutelectrique de leacuteo-lienne est-elle supeacuterieure agrave 3 000 kW
La puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitesse du vent estsupeacuterieure agrave 11 m sdot s
minus1Or
-4-
CRPE 2017 sujet 4
11 m sdot sminus1= 11 times ( 1
1000km) times ( 1
3600h)
minus1
= 11 times1
1000times ( 1
3600)minus1
km sdot hminus1
= 396 km sdot hminus1
donc
la puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitessedu vent est supeacuterieure agrave 396 km sdot h
minus1
Partie B calcul de la puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne
On dispose des informations suivantes sur les eacuteoliennes La puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne exprimeacutee en watt noteacuteePreacutecupeacuterable se calcule agrave laide de la formule
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
ougrave Cp est le coecient de performance de leacuteolienne et Pdisponible est lapuissance disponible de leacuteolienne exprimeacutee en watt fournie par le ventLes puissances reacutecupeacuterables et disponibles fournissent des valeurs theacuteoriques quine tiennent pas compte des contraintes meacutecaniques (minimum ou maximum devitesse du vent)
-5-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance disponible se calcule agrave laide laformule
Pdisponible =1
2times r times S times V
3
ougrave
bull r est la densiteacute de lair (lindustrie eacuteolienneutilise la valeur 1225 kgm
3)
bull S est laire de la surface balayeacutee par les palesde leacuteolienne (en m
2) cest-agrave-dire laire dundisque dont le diamegravetre D est celui de leacuteo-lienne (en m)
bull V la vitesse du vent (en ms)
Dapregraves les principes de la meacutecanique la valeur maximale du coecient de perfor-
mance Cp est16
27
1 Dans cette question leacuteolienne consideacutereacutee a pour diamegravetre 112 met pour coecient de performance 052
(a) Calculer laire de la surface balayeacutee par les pales de cette eacuteolienne
Calculons laire S1 balayeacutee par les pales
Puisquil sagit dun disque de diamegravetre D
S1 = π (D2)2
= π (112 m
2)2
= π (112
2m)
2
= π (56 m)2
= π562
m2
S1 = 3136π m2asymp 985203 m
2
-6-
CRPE 2017 sujet 4
(b) Montrer que la puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne exprimeacutee enwatt est Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
Deacuteterminons Preacutecupeacuterable
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
= Cp times1
2times r times S1 times V
3
= 052 times1
2times 1225 times 3136π times V
3
Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
(c) En deacuteduire la puissance reacutecupeacuterable exprimeacutee en kilowatt de cette eacuteo-lienne pour un vent de 6 ms On arrondira le reacutesultat au centiegraveme
Calculons Preacutecupeacuterable(6)
Preacutecupeacuterable(6) = 998816π times 63
W
= 215744256π1
1000kW
asymp 6777805697 kW
Preacutecupeacuterable(6) asymp 67778 kW
(d) Expliquer pourquoi la puissance reacutecupeacuterable est multiplieacutee par 8 lorsquela vitesse du vent est multiplieacutee par 2
La puissance reacutecupeacuterable est proportionnelle au cube de la vitesse duvent cest ce qui explique que lorsque le vent double la puissance estmultiplieacutee par 2
3= 8
Deacuteterminons la puissance reacutecupeacuterable lorsque le vent double
Nous savons deacutejagrave que
Preacutecupeacuterable(V ) = Cp times1
2times r times S1 times V
3
-7-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Quand le vent est de 11 ms la puissance de leacuteolienne est3 000 kW
2 Agrave partir de quelle vitesse du vent la puissance eacutelectrique de leacuteolienne est-ellesupeacuterieure agrave 500 kW
La puissance est supeacuterieure agrave 500 kW agrave partir de 65 m sdot sminus1
3 La puissance eacutelectrique de leacuteolienne est-elle proportionnelle agrave la vitesse duvent Justier
-2-
CRPE 2017 sujet 4
Si la puissance eacutetait proportionnelle agrave la vitesse du vent la fonction don-nant la puissance en fonction du vent serait une fonction lineacuteaire Sa courberepreacutesentative serait une droite passant par lorigine du repegraverePuisque la courbe nest pas une droite passant par lorigine
la puissance eacutelectrique nest pas proportionnelle agrave la vitesse duvent
4 Pour quelles vitesses du vent la puissance eacutelectrique de leacuteolienne est-ellecomprise entre 1 000 et 2 000 kW
[ ]
La puissance sera comprise entre 1 000 et 2 000 kW si la vitesseest comprise entre 75 m sdot s
minus1 et 95 m sdot sminus1
5 Quelle est la puissance eacutelectrique maximale que peut fournir leacuteolienne
-3-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance maximale est de 3 500 kW
6 Agrave partir de quelle vitesse du vent en kmh la puissance eacutelectrique de leacuteo-lienne est-elle supeacuterieure agrave 3 000 kW
La puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitesse du vent estsupeacuterieure agrave 11 m sdot s
minus1Or
-4-
CRPE 2017 sujet 4
11 m sdot sminus1= 11 times ( 1
1000km) times ( 1
3600h)
minus1
= 11 times1
1000times ( 1
3600)minus1
km sdot hminus1
= 396 km sdot hminus1
donc
la puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitessedu vent est supeacuterieure agrave 396 km sdot h
minus1
Partie B calcul de la puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne
On dispose des informations suivantes sur les eacuteoliennes La puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne exprimeacutee en watt noteacuteePreacutecupeacuterable se calcule agrave laide de la formule
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
ougrave Cp est le coecient de performance de leacuteolienne et Pdisponible est lapuissance disponible de leacuteolienne exprimeacutee en watt fournie par le ventLes puissances reacutecupeacuterables et disponibles fournissent des valeurs theacuteoriques quine tiennent pas compte des contraintes meacutecaniques (minimum ou maximum devitesse du vent)
-5-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance disponible se calcule agrave laide laformule
Pdisponible =1
2times r times S times V
3
ougrave
bull r est la densiteacute de lair (lindustrie eacuteolienneutilise la valeur 1225 kgm
3)
bull S est laire de la surface balayeacutee par les palesde leacuteolienne (en m
2) cest-agrave-dire laire dundisque dont le diamegravetre D est celui de leacuteo-lienne (en m)
bull V la vitesse du vent (en ms)
Dapregraves les principes de la meacutecanique la valeur maximale du coecient de perfor-
mance Cp est16
27
1 Dans cette question leacuteolienne consideacutereacutee a pour diamegravetre 112 met pour coecient de performance 052
(a) Calculer laire de la surface balayeacutee par les pales de cette eacuteolienne
Calculons laire S1 balayeacutee par les pales
Puisquil sagit dun disque de diamegravetre D
S1 = π (D2)2
= π (112 m
2)2
= π (112
2m)
2
= π (56 m)2
= π562
m2
S1 = 3136π m2asymp 985203 m
2
-6-
CRPE 2017 sujet 4
(b) Montrer que la puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne exprimeacutee enwatt est Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
Deacuteterminons Preacutecupeacuterable
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
= Cp times1
2times r times S1 times V
3
= 052 times1
2times 1225 times 3136π times V
3
Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
(c) En deacuteduire la puissance reacutecupeacuterable exprimeacutee en kilowatt de cette eacuteo-lienne pour un vent de 6 ms On arrondira le reacutesultat au centiegraveme
Calculons Preacutecupeacuterable(6)
Preacutecupeacuterable(6) = 998816π times 63
W
= 215744256π1
1000kW
asymp 6777805697 kW
Preacutecupeacuterable(6) asymp 67778 kW
(d) Expliquer pourquoi la puissance reacutecupeacuterable est multiplieacutee par 8 lorsquela vitesse du vent est multiplieacutee par 2
La puissance reacutecupeacuterable est proportionnelle au cube de la vitesse duvent cest ce qui explique que lorsque le vent double la puissance estmultiplieacutee par 2
3= 8
Deacuteterminons la puissance reacutecupeacuterable lorsque le vent double
Nous savons deacutejagrave que
Preacutecupeacuterable(V ) = Cp times1
2times r times S1 times V
3
-7-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Si la puissance eacutetait proportionnelle agrave la vitesse du vent la fonction don-nant la puissance en fonction du vent serait une fonction lineacuteaire Sa courberepreacutesentative serait une droite passant par lorigine du repegraverePuisque la courbe nest pas une droite passant par lorigine
la puissance eacutelectrique nest pas proportionnelle agrave la vitesse duvent
4 Pour quelles vitesses du vent la puissance eacutelectrique de leacuteolienne est-ellecomprise entre 1 000 et 2 000 kW
[ ]
La puissance sera comprise entre 1 000 et 2 000 kW si la vitesseest comprise entre 75 m sdot s
minus1 et 95 m sdot sminus1
5 Quelle est la puissance eacutelectrique maximale que peut fournir leacuteolienne
-3-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance maximale est de 3 500 kW
6 Agrave partir de quelle vitesse du vent en kmh la puissance eacutelectrique de leacuteo-lienne est-elle supeacuterieure agrave 3 000 kW
La puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitesse du vent estsupeacuterieure agrave 11 m sdot s
minus1Or
-4-
CRPE 2017 sujet 4
11 m sdot sminus1= 11 times ( 1
1000km) times ( 1
3600h)
minus1
= 11 times1
1000times ( 1
3600)minus1
km sdot hminus1
= 396 km sdot hminus1
donc
la puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitessedu vent est supeacuterieure agrave 396 km sdot h
minus1
Partie B calcul de la puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne
On dispose des informations suivantes sur les eacuteoliennes La puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne exprimeacutee en watt noteacuteePreacutecupeacuterable se calcule agrave laide de la formule
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
ougrave Cp est le coecient de performance de leacuteolienne et Pdisponible est lapuissance disponible de leacuteolienne exprimeacutee en watt fournie par le ventLes puissances reacutecupeacuterables et disponibles fournissent des valeurs theacuteoriques quine tiennent pas compte des contraintes meacutecaniques (minimum ou maximum devitesse du vent)
-5-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance disponible se calcule agrave laide laformule
Pdisponible =1
2times r times S times V
3
ougrave
bull r est la densiteacute de lair (lindustrie eacuteolienneutilise la valeur 1225 kgm
3)
bull S est laire de la surface balayeacutee par les palesde leacuteolienne (en m
2) cest-agrave-dire laire dundisque dont le diamegravetre D est celui de leacuteo-lienne (en m)
bull V la vitesse du vent (en ms)
Dapregraves les principes de la meacutecanique la valeur maximale du coecient de perfor-
mance Cp est16
27
1 Dans cette question leacuteolienne consideacutereacutee a pour diamegravetre 112 met pour coecient de performance 052
(a) Calculer laire de la surface balayeacutee par les pales de cette eacuteolienne
Calculons laire S1 balayeacutee par les pales
Puisquil sagit dun disque de diamegravetre D
S1 = π (D2)2
= π (112 m
2)2
= π (112
2m)
2
= π (56 m)2
= π562
m2
S1 = 3136π m2asymp 985203 m
2
-6-
CRPE 2017 sujet 4
(b) Montrer que la puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne exprimeacutee enwatt est Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
Deacuteterminons Preacutecupeacuterable
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
= Cp times1
2times r times S1 times V
3
= 052 times1
2times 1225 times 3136π times V
3
Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
(c) En deacuteduire la puissance reacutecupeacuterable exprimeacutee en kilowatt de cette eacuteo-lienne pour un vent de 6 ms On arrondira le reacutesultat au centiegraveme
Calculons Preacutecupeacuterable(6)
Preacutecupeacuterable(6) = 998816π times 63
W
= 215744256π1
1000kW
asymp 6777805697 kW
Preacutecupeacuterable(6) asymp 67778 kW
(d) Expliquer pourquoi la puissance reacutecupeacuterable est multiplieacutee par 8 lorsquela vitesse du vent est multiplieacutee par 2
La puissance reacutecupeacuterable est proportionnelle au cube de la vitesse duvent cest ce qui explique que lorsque le vent double la puissance estmultiplieacutee par 2
3= 8
Deacuteterminons la puissance reacutecupeacuterable lorsque le vent double
Nous savons deacutejagrave que
Preacutecupeacuterable(V ) = Cp times1
2times r times S1 times V
3
-7-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance maximale est de 3 500 kW
6 Agrave partir de quelle vitesse du vent en kmh la puissance eacutelectrique de leacuteo-lienne est-elle supeacuterieure agrave 3 000 kW
La puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitesse du vent estsupeacuterieure agrave 11 m sdot s
minus1Or
-4-
CRPE 2017 sujet 4
11 m sdot sminus1= 11 times ( 1
1000km) times ( 1
3600h)
minus1
= 11 times1
1000times ( 1
3600)minus1
km sdot hminus1
= 396 km sdot hminus1
donc
la puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitessedu vent est supeacuterieure agrave 396 km sdot h
minus1
Partie B calcul de la puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne
On dispose des informations suivantes sur les eacuteoliennes La puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne exprimeacutee en watt noteacuteePreacutecupeacuterable se calcule agrave laide de la formule
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
ougrave Cp est le coecient de performance de leacuteolienne et Pdisponible est lapuissance disponible de leacuteolienne exprimeacutee en watt fournie par le ventLes puissances reacutecupeacuterables et disponibles fournissent des valeurs theacuteoriques quine tiennent pas compte des contraintes meacutecaniques (minimum ou maximum devitesse du vent)
-5-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance disponible se calcule agrave laide laformule
Pdisponible =1
2times r times S times V
3
ougrave
bull r est la densiteacute de lair (lindustrie eacuteolienneutilise la valeur 1225 kgm
3)
bull S est laire de la surface balayeacutee par les palesde leacuteolienne (en m
2) cest-agrave-dire laire dundisque dont le diamegravetre D est celui de leacuteo-lienne (en m)
bull V la vitesse du vent (en ms)
Dapregraves les principes de la meacutecanique la valeur maximale du coecient de perfor-
mance Cp est16
27
1 Dans cette question leacuteolienne consideacutereacutee a pour diamegravetre 112 met pour coecient de performance 052
(a) Calculer laire de la surface balayeacutee par les pales de cette eacuteolienne
Calculons laire S1 balayeacutee par les pales
Puisquil sagit dun disque de diamegravetre D
S1 = π (D2)2
= π (112 m
2)2
= π (112
2m)
2
= π (56 m)2
= π562
m2
S1 = 3136π m2asymp 985203 m
2
-6-
CRPE 2017 sujet 4
(b) Montrer que la puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne exprimeacutee enwatt est Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
Deacuteterminons Preacutecupeacuterable
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
= Cp times1
2times r times S1 times V
3
= 052 times1
2times 1225 times 3136π times V
3
Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
(c) En deacuteduire la puissance reacutecupeacuterable exprimeacutee en kilowatt de cette eacuteo-lienne pour un vent de 6 ms On arrondira le reacutesultat au centiegraveme
Calculons Preacutecupeacuterable(6)
Preacutecupeacuterable(6) = 998816π times 63
W
= 215744256π1
1000kW
asymp 6777805697 kW
Preacutecupeacuterable(6) asymp 67778 kW
(d) Expliquer pourquoi la puissance reacutecupeacuterable est multiplieacutee par 8 lorsquela vitesse du vent est multiplieacutee par 2
La puissance reacutecupeacuterable est proportionnelle au cube de la vitesse duvent cest ce qui explique que lorsque le vent double la puissance estmultiplieacutee par 2
3= 8
Deacuteterminons la puissance reacutecupeacuterable lorsque le vent double
Nous savons deacutejagrave que
Preacutecupeacuterable(V ) = Cp times1
2times r times S1 times V
3
-7-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
11 m sdot sminus1= 11 times ( 1
1000km) times ( 1
3600h)
minus1
= 11 times1
1000times ( 1
3600)minus1
km sdot hminus1
= 396 km sdot hminus1
donc
la puissance de leacuteolienne est supeacuterieur agrave 3 000 kW si la vitessedu vent est supeacuterieure agrave 396 km sdot h
minus1
Partie B calcul de la puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne
On dispose des informations suivantes sur les eacuteoliennes La puissance reacutecupeacuterable dune eacuteolienne exprimeacutee en watt noteacuteePreacutecupeacuterable se calcule agrave laide de la formule
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
ougrave Cp est le coecient de performance de leacuteolienne et Pdisponible est lapuissance disponible de leacuteolienne exprimeacutee en watt fournie par le ventLes puissances reacutecupeacuterables et disponibles fournissent des valeurs theacuteoriques quine tiennent pas compte des contraintes meacutecaniques (minimum ou maximum devitesse du vent)
-5-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance disponible se calcule agrave laide laformule
Pdisponible =1
2times r times S times V
3
ougrave
bull r est la densiteacute de lair (lindustrie eacuteolienneutilise la valeur 1225 kgm
3)
bull S est laire de la surface balayeacutee par les palesde leacuteolienne (en m
2) cest-agrave-dire laire dundisque dont le diamegravetre D est celui de leacuteo-lienne (en m)
bull V la vitesse du vent (en ms)
Dapregraves les principes de la meacutecanique la valeur maximale du coecient de perfor-
mance Cp est16
27
1 Dans cette question leacuteolienne consideacutereacutee a pour diamegravetre 112 met pour coecient de performance 052
(a) Calculer laire de la surface balayeacutee par les pales de cette eacuteolienne
Calculons laire S1 balayeacutee par les pales
Puisquil sagit dun disque de diamegravetre D
S1 = π (D2)2
= π (112 m
2)2
= π (112
2m)
2
= π (56 m)2
= π562
m2
S1 = 3136π m2asymp 985203 m
2
-6-
CRPE 2017 sujet 4
(b) Montrer que la puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne exprimeacutee enwatt est Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
Deacuteterminons Preacutecupeacuterable
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
= Cp times1
2times r times S1 times V
3
= 052 times1
2times 1225 times 3136π times V
3
Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
(c) En deacuteduire la puissance reacutecupeacuterable exprimeacutee en kilowatt de cette eacuteo-lienne pour un vent de 6 ms On arrondira le reacutesultat au centiegraveme
Calculons Preacutecupeacuterable(6)
Preacutecupeacuterable(6) = 998816π times 63
W
= 215744256π1
1000kW
asymp 6777805697 kW
Preacutecupeacuterable(6) asymp 67778 kW
(d) Expliquer pourquoi la puissance reacutecupeacuterable est multiplieacutee par 8 lorsquela vitesse du vent est multiplieacutee par 2
La puissance reacutecupeacuterable est proportionnelle au cube de la vitesse duvent cest ce qui explique que lorsque le vent double la puissance estmultiplieacutee par 2
3= 8
Deacuteterminons la puissance reacutecupeacuterable lorsque le vent double
Nous savons deacutejagrave que
Preacutecupeacuterable(V ) = Cp times1
2times r times S1 times V
3
-7-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
La puissance disponible se calcule agrave laide laformule
Pdisponible =1
2times r times S times V
3
ougrave
bull r est la densiteacute de lair (lindustrie eacuteolienneutilise la valeur 1225 kgm
3)
bull S est laire de la surface balayeacutee par les palesde leacuteolienne (en m
2) cest-agrave-dire laire dundisque dont le diamegravetre D est celui de leacuteo-lienne (en m)
bull V la vitesse du vent (en ms)
Dapregraves les principes de la meacutecanique la valeur maximale du coecient de perfor-
mance Cp est16
27
1 Dans cette question leacuteolienne consideacutereacutee a pour diamegravetre 112 met pour coecient de performance 052
(a) Calculer laire de la surface balayeacutee par les pales de cette eacuteolienne
Calculons laire S1 balayeacutee par les pales
Puisquil sagit dun disque de diamegravetre D
S1 = π (D2)2
= π (112 m
2)2
= π (112
2m)
2
= π (56 m)2
= π562
m2
S1 = 3136π m2asymp 985203 m
2
-6-
CRPE 2017 sujet 4
(b) Montrer que la puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne exprimeacutee enwatt est Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
Deacuteterminons Preacutecupeacuterable
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
= Cp times1
2times r times S1 times V
3
= 052 times1
2times 1225 times 3136π times V
3
Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
(c) En deacuteduire la puissance reacutecupeacuterable exprimeacutee en kilowatt de cette eacuteo-lienne pour un vent de 6 ms On arrondira le reacutesultat au centiegraveme
Calculons Preacutecupeacuterable(6)
Preacutecupeacuterable(6) = 998816π times 63
W
= 215744256π1
1000kW
asymp 6777805697 kW
Preacutecupeacuterable(6) asymp 67778 kW
(d) Expliquer pourquoi la puissance reacutecupeacuterable est multiplieacutee par 8 lorsquela vitesse du vent est multiplieacutee par 2
La puissance reacutecupeacuterable est proportionnelle au cube de la vitesse duvent cest ce qui explique que lorsque le vent double la puissance estmultiplieacutee par 2
3= 8
Deacuteterminons la puissance reacutecupeacuterable lorsque le vent double
Nous savons deacutejagrave que
Preacutecupeacuterable(V ) = Cp times1
2times r times S1 times V
3
-7-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
(b) Montrer que la puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne exprimeacutee enwatt est Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
Deacuteterminons Preacutecupeacuterable
Preacutecupeacuterable = Cp times Pdisponible
= Cp times1
2times r times S1 times V
3
= 052 times1
2times 1225 times 3136π times V
3
Preacutecupeacuterable = 998816π times V 3
(c) En deacuteduire la puissance reacutecupeacuterable exprimeacutee en kilowatt de cette eacuteo-lienne pour un vent de 6 ms On arrondira le reacutesultat au centiegraveme
Calculons Preacutecupeacuterable(6)
Preacutecupeacuterable(6) = 998816π times 63
W
= 215744256π1
1000kW
asymp 6777805697 kW
Preacutecupeacuterable(6) asymp 67778 kW
(d) Expliquer pourquoi la puissance reacutecupeacuterable est multiplieacutee par 8 lorsquela vitesse du vent est multiplieacutee par 2
La puissance reacutecupeacuterable est proportionnelle au cube de la vitesse duvent cest ce qui explique que lorsque le vent double la puissance estmultiplieacutee par 2
3= 8
Deacuteterminons la puissance reacutecupeacuterable lorsque le vent double
Nous savons deacutejagrave que
Preacutecupeacuterable(V ) = Cp times1
2times r times S1 times V
3
-7-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Donc
Preacutecupeacuterable(2V ) = Cp times1
2times r times S1 times (2V )3
= Cp times1
2times r times S1 times 2
3times V
3
= 23times Cp times
1
2times r times S1 times V
3
= 8Preacutecupeacuterable(V )
Lorsque la vitesse du vent double la puissance est multiplieacuteepar 8
(e) La puissance reacutecupeacuterable de cette eacuteolienne est-elle proportionnelle agrave lavitesse du vent Justier
Si la puissance et la vitesse du vent eacutetaient proportionnelles lorsque lavitesse double devrait doubler aussi Or ce nest pas le cas dapregraves laquestion preacuteceacutedente donc
puissance reacutecupeacuterable et vitesse du vent ne sont pasproportionnelles
2 Montrer que dune maniegravere geacuteneacuterale pour une eacuteolienne de diamegravetre D on a
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2times V
3
Deacutemontrons lineacutegaliteacute proposeacutee
Cp ⩽16
27
Dougrave la puissance disponible eacutetant positive (le sens de lineacutegaliteacute est conserveacute)
Cp times Pdisponible ⩽16
27times Pdisponible
-8-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Compte tenu de la formule de Pdiponible nous avons successivement
Cp times1
2times r times S times V
3⩽
16
27times
1
2times r times S times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π (D
2)2
times V3
Preacutecupeacuterable ⩽16
27times
1
2times 1225 times π times
1
4timesD
2times V
3
Preacutecupeacuterable ⩽49
540times π timesD
2times V
3
En calculant et en prenant une valeur approcheacutee par excegraves au milliegraveme
Preacutecupeacuterable ⩽ 0286 timesD2times V
3
Finalement
Preacutecupeacuterable lt 029 timesD2 times V 3
Partie C eacutetude de la production eacuteolienne en France en 2015
On appelle puissance nominale dune eacuteolienne la puissance eacutelectrique maxi-male quelle peut fournir
Leacutenergie eacutelectrique produite par leacuteolienne sur une dureacutee t se calcule enmultipliant la puissance nominale P de leacuteolienne par la dureacutee t consideacutereacutee et unfacteur de charge f qui deacutepend de la reacutegion Cette eacutenergie eacutelectrique est noteacuteeE Ainsi
E = P times t times f
Si la puissance nominale est exprimeacutee en watt (W) et le temps en heure (h)leacutenergie eacutelectrique sera exprimeacutee en Watt-heure (Wh)
1 La carte repreacutesenteacutee ci-dessous donne suivant les reacutegions le facteur de chargeen 2015 pour la production eacuteolienne
-9-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
(a) On considegravere une eacuteolienne de puissance nominale 4 MW implanteacutee enreacutegion Centre-Val de Loire Calculer en MWh leacutenergie eacutelectrique pro-duite durant lanneacutee 2015 par cette eacuteolienneOn rappelle que 1 meacutegawatt est eacutegale agrave 1 million de watts ou encore que1 MW = 10
6W
Calculons E
E = P times t times f
= (4 MW) times (365 times 24 h) times 258
100
= 4 times 365 times 24 times258
100MW sdot h
904032 MW sdot h
(b) Leacutenergie eacutelectrique totale produite en 2015 dans lensemble de la reacutegionCentre-Val de Loire par les parcs eacuteoliens est de 198times10
6MWh Calculer
la puissance nominale totale des eacuteoliennes installeacutees dans cette reacutegion
Calculons la puissance nominale totale Pt
Nous savons que
-10-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
E = Pt times t times f
Ceci eacutequivaut successivement agrave
198 times 106
MW sdot h = Pt times (365 times 24 h) times 258
100
198 times 106
MW sdot h = Pt times 226008 h
198 times 106
MW sdot h
226008 h=Pt times 226008 h
226008 h
198 times 106
226008MW = Pt
87607518 asymp Pt
Pt asymp 876 MW
2 Leacutenergie eacutelectrique totale produite par leacuteolien en France en 2015 est den-viron 219 times 10
6MWh Sachant que le taux moyen de couverture de la pro-
duction deacutenergie eacutelectrique en France en 2015 par la production eacuteolienne estde 45 calculer leacutenergie eacutelectrique produite au total en France en 2015Arrondir le reacutesultat au million de MWh
Deacuteterminons la production totale deacutenergie Et
45
100times Et = 219 times 10
6MW sdot h
0045 times Et = 219 times 106
MW sdot h
0045 times Et
0045=
219 times 106
MW sdot h
0045
Et =219 times 10
6
0045MW sdot h
Et asymp 486666 times 106
MW sdot h
Et asymp 487 times 106
MW sdot h
-11-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
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CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
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CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
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CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
II Deuxiegraveme partie (13 points)
Cette partie est composeacutee de quatre exercices indeacutependants
Exercice 1
Cet exercice comporte cinq armations Pour chacune des armations ci-dessous indiquer si elle est vraie ou fausse en justiant la reacuteponse Une reacuteponsefausse nenlegraveve pas de point une reacuteponse non justieacutee ne rapporte aucun point
1 Armation Un quadrilategravere qui a trois angles droits est un carreacute
Un rectangle dont deux cocircteacutes conseacutecutifs ont pour longueurs respectives 1 et2 nest pas un carreacute et a pourtant trois angles droits
Larmation est fausse
2 Dans une boucherie on peut lire 3 steaks hacheacutes acheteacutes 1 steak en plusgratuit Solegravene demande 3 kg de viande hacheacutee Une fois la commande preacutepareacutee leboucher deacuteclare Jai hacheacute la viande que jutilise pour les steaks aussi jevous fais beacuteneacutecier de la promotion Vous ne payez donc que 2 kg de viande
Armation Le boucher se trompe il aurait ducirc lui faire payer 2250 kg deviande
Par proportionnaliteacute nous compleacutetons le tableau suivant
Payeacute en kg 3 2Reccedilu en kg 4 2666
Il aurait ducirc lui faire payer 2667 kg
Larmation est vraie
3 On considegravere la gure ci-dessous
-12-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
IJ
K
M
L
On sait que M isin [IJ] L isin [IK] IM = 08 IL = 16 LK = 24 etIJ = 2
Armation Les droites (ML) et (KJ) sont parallegraveles
Les points I L K dune part et I M J dautre part sont aligneacutes danscet ordre
Dune part
IM
IJ=
08
2
= 04
et dautre part
IL
IK=
16
16 + 24
= 04
donc IMIJ
=ILIK
Des deux points preacuteceacutedents nous deacuteduisons dapregraves la reacuteciproque du theacuteoregravemede Thalegraves que (ML) ∥ (KJ)
Larmation est vraie
-13-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
4 Armation Le carreacute dun nombre entier positif premier admet exactementtrois diviseurs positifs
Soit p un nombre premier p2 a pour diviseurs 1 p p2
Larmation est vraie
5 On considegravere une fonction f deacutenie sur lintervalle [0 6] par
f(x) = 8x minus4
3x2
et on donne sa repreacutesentation graphique ci-dessous
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
Armation 4 a pour anteacuteceacutedent un nombre compris entre 10 et 11
Par lecture graphique
-14-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
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CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
0 1 2 3 4 5 6minus1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
x
y
nous voyons que les anteacuteceacutedents de 4 sont entre 0 et 1 ou entre 5 et 6
Larmation est fausse
Exercice 2
Jules possegravede deux deacutes cubiques eacutequilibreacutes avec des faces numeacuteroteacutees de 1 agrave 6(un rouge et un vert) Il propose agrave Paola un jeu au cours duquel chacun des joueursagrave tour de rocircle lance simultaneacutement les deux deacutes et gagne des points suivant lesregravegles ci-dessous
Regravegle de la paire
bull Si lors dun lancer un joueur fait deux 1 cest-agrave-dire une paire de 1 ilremporte 1000 points
bull Si un joueur obtient une paire de 2 il obtient 100 fois la valeur de 2 soit 200points
bull De mecircme si un joueur obtient une paire de 3 ou de 4 ou de 5 ou de 6 ilobtient 100 fois la valeur du deacute
-15-
CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
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CRPE 2017 sujet 4
Regravegle des autres lancers
bull Si un joueur obtient un reacutesultat autre quune paire il obtient 50 points
Gain de la partie
bull Le gagnant de la partie est le premier agrave atteindre au moins un total de 1000
Inspireacute dun exercice du manuel TRANSMATHS 3egraveme 2016 Editions Nathan
1 Paola lance les deux deacutes
(a) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 400 points
Pour scheacutematiser la situation nous allons utiliser un tableau double en-treacutee en indiquant en entecircte de colonnes le nombre obtenu sur le deacute vertet en entecircte de ligne le nombre obtenu avec le deacute rouge
RV
1 2 3 4 5 6
1 (11) (12) (13) (14) (15) (16)2 (21) (22) (23) (24) (25) (26)3 (31) (32) (33) (34) (35) (36)4 (41) (42) (43) (44) (45) (46)5 (51) (52) (53) (54) (55) (56)6 (61) (62) (63) (64) (65) (66)
Lunivers Ω est formeacute de tous les couples dentiers compris entre 1 et6 Ω est muni de la loi deacutequiprobabiliteacute tous les couples ont la mecircmeprobabiliteacute decirctre obtenus
Dans les situations deacutequiprobabiliteacute les calculs de probabiliteacutes se ra-megravenent agrave des deacutenombrement dissues Preacutesentons donc les issues tellesquelles nous inteacuteressent cest-agrave-dire en indiquant les points
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
-16-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
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CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
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CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
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CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
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CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Notons E obtenir 400 points
Calculons P(E)
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues E est reacutealiseacute par une seule issue (dapregraves le tableau) donc
P(E) = 136
(b) Quelle est la probabiliteacute quelle obtienne exactement 50 points
Notons F obtenir 50 points
Calculons P(F )
Il y a eacutequiprobabiliteacute (entre les couples dentiers) lunivers comporte 36issues F est reacutealiseacute par 36 minus 6 = 30 issues (dapregraves le tableau) donc
P(F ) = 30
36
P(F ) = 56
2 Paola a deacutejagrave joueacute deux tours et a obtenu 650 points Jules na toujours pasobtenu 1000 points Elle sapprecircte agrave lancer les deacutes pour une troisiegraveme foisQuelle est la probabiliteacute quelle gagne la partie lors de son troisiegraveme lancer
Notons G Paola gagnera la partie au troisiegraveme lancer
Calculons P(G)
Paola gagnera la partie si elle obtient un total supeacuterieur agrave 1 000 Donc ennotant n le nombre de points obtenus au troisiegraveme lanceacute il faut que
650 + n ⩾ 1000
ce qui eacutequivaut successivement agrave
650 + nminus650 ⩾ 1000minus650
n ⩾ 350
-17-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
RV
1 2 3 4 5 6
1 1 000 50 50 50 50 502 50 200 50 50 50 503 50 50 300 50 50 504 50 50 50 400 50 505 50 50 50 50 500 506 50 50 50 50 50 600
Donc G est dapregraves le tableau reacutealiseacute par 4 issuesComme de plus il y a eacutequiprobabiliteacute et que lunivers contient 36 issues
P(G) = 4
36
P(G) = 19
3 Quelle est la probabiliteacute de gagner au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Notons H Obtenir au moins 1000 points en 1 ou 2 coups
Voici un extrait de larbre pondeacutereacute correspondant aux deux lancers Chaqueniveau repreacutesente un lancer Ne sont ici repreacutesenteacutes que les chemins corres-pondant agrave un gain supeacuterieur agrave 1000 points
-18-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
1000
600
500
400
1000
600
500
1000
600
1000
1000
1000
600
500
400
300
200
50
1000
136
136
136136
136136
136
136
136
136
136
136
136
136
136
136136136
3036
Nous pouvons calculer la probabiliteacute de H en utilisant les regravegles de calculs surles arbres pondeacutereacutes la probabiliteacute dun chemin et le produit des probabiliteacutesqui le jonchent (formule des probabiliteacutes composeacutees) et la probabiliteacute duneacuteveacutenement est la somme des probabiliteacutes des issues qui le reacutealisent (deacutenitionde la probabiliteacute dun eacuteveacutenement)
P(H) = 11 times1
36times
1
36+
30
36times
1
36
P(H) = 411296
-19-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Exercice 3
Voici un programme de calcul
Lien de teacuteleacutechargement du programme Scratch
1 (a) On applique ce programme de calcul au nombre 10 Montrer que lereacutesultat acheacute agrave la n est 40
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
10
10 2
10 2 6
10 2 6 30
10 2 6 30 40
40
(b) On applique ce programme de calcul au nombre minus2 Quel va ecirctre lereacutesultat acheacute agrave la n Justier
Dressons le tableau deacutetat des variables de cet algorithme
x A B C D
minus2
minus2 minus10
minus2 minus10 minus30
minus2 minus10 minus30 minus6
minus2 minus10 minus30 minus6 12
12
-20-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
2 Une modication possible de lalgorithme est copieacutee ci-dessous mais il manqueune instruction agrave la 4e ligne
Comment compleacuteter la 4e ligne lagrave ougrave il y a un carreacute blanc par lexpressionla plus simple possible pour que cet algorithme ache le mecircme reacutesultat quelalgorithme preacuteceacutedent quel que soit le nombre entreacute
Dressons le tableau deacutetat des variables de lalgorithme preacuteceacutedent en lappli-quant agrave un nombre quelconque x
x A B C D
x
x x minus 8
x x minus 8 (x minus 8) times 3
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24
x x minus 8 (x minus 8) times 3 (x minus 8) lowast 3 + 24 [(x minus 8) lowast 3 + 24] + x
4x
Il faut compleacuteter la 4e ligne par 4 lowast x
Exercice 4
Dounia et Yanis ont acheteacute un coret contenant des sachets de theacute Ces sachetsont une forme que lon peut modeacuteliser par un teacutetraegravedre reacutegulier
On rappelle quun teacutetraegravedre reacutegulier est une pyramide dont les 3 faces lateacuteraleset la base sont des triangles eacutequilateacuteraux
-21-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
∥a ∥
∥
∥
∥
∥
h
De plus on rappelle que pour un teacutetraegravedre reacutegulier ayant ses cocircteacutes de longueurnoteacutee a
bull la hauteur h correspondant agrave la base daire ABase est donneacutee par la formule
h =aradic
6
3
bull le volume V est donneacute par la formule V =ABase times h
3
1 Le sachet de theacute de Yanis a la forme dun teacutetraegravedre reacutegulier ABCD de cocircteacute55 cm et est fabriqueacute en gaze de papier On note K le pied de la hauteurissue de A dans le triangle ABC
K
A
B
C
D
Yanis remarque que seuls trois bords sont colleacutes (en gras sur le dessin [AK] [BC] et [AD]) Il deacutecoupe la gaze le long de ces segments [AD][AK] et [BC] puis il met agrave plat Il obtient un rectangle
-22-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
B C
D
∥
Ce dessin nest pas agrave leacutechelle
(a) Deacuteterminer les dimensions de ce rectangle
deacuteterminons AprimeA et KA
B C
D
∥Kprime K
AAprime
AprimeA = 2AD = 2a = 2 times 55 cm
AAprime= 11 cm
Le triangle AKC est rectangle en K donc dapregraves le theacuteoregraveme dePythagore
AC2= CK
2+KA
2
-23-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
ce qui eacutequivaut successivement agrave
a2= (a
2)2
+KA2
a2minus (a
2)2
= (a2)2
+KA2minus (a
2)2
a2minusa2
22= KA
2
a2minus
1
4a2= KA
2
3
4a2= KA
2
Puisque KA est une longueur nous en deacuteduisons
radic3
4a2 = KA
radic3
4times
radica2 = AK
radic3
2a = KA
radic3
2times 55 cm
KA =114
radic3 cm
(b) Calculer le volume du sachet de theacute de Yanis On donnera une valeurarrondie au dixiegraveme de centimegravetre cube
Calculons le volume V du teacutetraegravedre formeacute par le sachet de theacute
Commenccedilons par deacuteterminer laire Abase dune base du teacutetraegravedreLes faces du teacutetraegravedre sont des triangles eacutequilateacuteraux Consideacuteronspat exemple ABCPuisque K est le pied de la hauteur issue de A
Abase =1
2timesBC timesAK
-24-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Or BC = a par construction et AK =
radic32a dapregraves la question preacuteceacute-
dente donc
Abase =1
2times a times
radic3
2a
=
radic3
4a2
Calculons maintenant V Dapregraves leacutenonceacute
V =1
3timesAbase times h
=1
3times
radic3
4a2timesaradic
6
3
=1
3times
radic3
4times
radic6
3times a
2times a
=
radic2
12a3
=
radic2
12times (55 cm)3
=
radic2
12times 55
3cm
3
asymp 196074 cm3
Abase asymp 588 cm3
2 La marque pense proposer des sachets grand format preacutesenteacutes aussi sousla forme dun teacutetraegravedre reacutegulier mais dun volume au moins deux fois plusgrand que le sachet de theacute choisi par YanisDounia pense quen multipliant par 13 les longueurs des cocircteacutes du teacutetraegravedreABCD les conditions de la marque pour obtenir un sachet grand format seront satisfaitesJustier larmation de Dounia
Au cours de la question preacuteceacutedente nous avons eacutetabli que V =
radic2
12a3 donc si
la longueur de larecircte est multiplieacutee par 13 le volume devient
-25-
CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
-26-
CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
-28-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
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CRPE 2017 sujet 4
V =
radic2
12(13a)3
= 133times
radic2
12a3
= 2197 times
radic2
12a3
Le volume est multiplieacute par un peu plus de deux
III Troisiegraveme partie (14 points)
Cette partie est composeacutee de quatre situations indeacutependantes
Situation 1
Le problegraveme suivant a eacuteteacute proposeacute agrave une classe de CP au mois de juin
Agrave la reacutecreacuteation Leacuteo joue aux billes Au deacutebut de la partie ilpossegravede 12 billes Il gagne 9 billes Combien a-t-il de billes agrave la nde la partie
Voici quatre productions deacutelegraveves
Leacuteane
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CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
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CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
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CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
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Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
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CRPE 2017 sujet 4
Enzo
Zeacutelie
-27-
CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
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CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
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CRPE 2017 sujet 4
Mileacutena
1 Pour les productions de Leacuteanne Zeacutelie et Mileacutena indiquer les proceacuteduresprobablement utiliseacutees
2 La production dEnzo permet-elle deacutevaluer la maicirctrise dune proceacutedure rele-vant du calcul Justier la reacuteponse
Situation 2
1 Analyser les proceacutedures mises en divideuvre pour chacun des eacutelegraveves de cycle 2pour eectuer le calcul en ligne 29 + 47
Eacutelegraveve A29 + 47 = 29 + 1 + 46 = 30 + 46 = 76
Eacutelegraveve B29 + 47 = 60 + 16 = 76
Eacutelegraveve C29 + 47 = 69 + 7 = 76
2 Un eacutelegraveve de cycle 3 a eacutecrit les opeacuterations en ligne suivantes
96 + 53 + 4 = 96 + 4 + 53 = 100 + 53 = 153 (ligne a)
14 times 5 = 7 times 2 times 5 = 7 times 10 = 70 (ligne b)
6 times 12 = 6 times 10 + 2 times 10 = 60 + 12 = 72 (ligne c)
Pour chaque ligne quelle(s) proprieacuteteacute(s) des opeacuterations estsont mise(s) endivideuvre par leacutelegraveve dans la proceacutedure de calcul
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Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Situation 3
Un enseignant propose le problegraveme suivant agrave ses eacutelegraveves de cycle 3
Sur une table il y a un livre ouvert Si jajoute le nombre indi-quant le numeacutero de la page gauche avec celui qui indique le numeacuterode la page de droite je trouve 129 Agrave quelles pages le livre est-ilouvert Source Circonscription de Metz Nord - httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205
Proposer deux proceacutedures que peuvent mettre en divideuvre des eacutelegraveves pour reacutesoudrece problegraveme
Situation 4
Dans une classe de CM2 un professeur propose de jouer au Compte est bon
Il sagit dobtenir 42 en faisant des opeacuterations avec les nombres
8 4 7 10 3
Ceux-ci ne sont utiliseacutes quune fois et sans que lon soit obligeacute detous les utiliser
(Source 40 problegravemes ouverts Circonscription de Metz Nord -
httpwww4ac-nancy-metzfrien57metznordspipphparticle205)
On considegravere les productions de quatre eacutelegraveves de la classe
Production de Jeacutereacutemy
Production de Coline
-29-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
-30-
CRPE 2017 sujet 4
Production de Swan
Production de Zoeacute
1 Analyser les strateacutegies et repeacuterer les reacuteussites et les eacuteventuelles erreurs dechacun des eacutelegraveves
2 Dans les programmes de matheacutematiques pour le cycle 3 apparaissent les six compeacutetences travailleacutees en matheacutematiques suivantes chercher modeacuteliserrepreacutesenter raisonner calculer communiquerQuelles sont les compeacutetences particuliegraverement travailleacutees au cours de cetteseacuteance dapprentissage Justier
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