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Bac 2025
Mathématiques – Polynésie 2025 (jour 1) : correction détaillée
Série générale, spécialité Mathématiques · 4 h · 4 exercices (5 points chacun)
CorrigéCorrection rédigée par l'équipe BAC Révision, non officielle. Les énoncés sont reformulés avec leurs données : refais toujours les calculs et compare avec ton professeur.
Où trouver le sujet ? Cette page présente la correction. Le sujet officiel complet (PDF) et ses figures sont dans l'application BAC Révision.
Ouvrir le sujet dans l'application gratuiteExercice 1 : Exercice 1 : allergies alimentaires chez l'enfant5 points
17 % de la population vit en zone rurale (R), 83 % en zone urbaine ; 6,2 % des enfants ruraux ont une allergie alimentaire (A). Au total, 9 % des enfants sont allergiques (donnée de la partie B, utilisée aussi dans la partie A).
A1Traduire la situation par un arbre de probabilité.Touche pour voir la correction
À retenir Premier niveau : zone de résidence ; second niveau : allergie, avec les probabilités conditionnelles.
- P(R) = 0,17 et P(non R) = 0,83.
- Après R : A avec 0,062 et non A avec 0,938.
- Après non R : A avec une probabilité inconnue p (calculée en 2c) et non A avec 1 − p.
RéponseArbre : R (0,17) → A (0,062) / non A (0,938) ; non R (0,83) → A (p) / non A (1 − p).
A2aProbabilité que l'enfant habite en zone rurale et soit atteint d'allergie.Touche pour voir la correction
À retenir P(R ∩ A) = P(R) × P_R(A).
- P(R ∩ A) = 0,17 × 0,062 = 0,01054.
RéponseP(R ∩ A) = 0,01054 (soit 527/50 000).
A2bEn déduire la probabilité que l'enfant habite en zone urbaine et soit atteint d'allergie.Touche pour voir la correction
À retenir Probabilités totales : P(A) = P(R ∩ A) + P(non R ∩ A), avec P(A) = 0,09.
- P(non R ∩ A) = P(A) − P(R ∩ A) = 0,09 − 0,01054 = 0,07946.
RéponseP(non R ∩ A) = 0,07946 (exact : 3973/50 000).
Piège La donnée P(A) = 0,09 n'est écrite qu'en début de partie B : il faut la réutiliser ici.
A2cL'enfant habite en zone urbaine : probabilité qu'il soit allergique (arrondi à 10⁻⁴) ?Touche pour voir la correction
À retenir P_(non R)(A) = P(non R ∩ A) / P(non R).
- 0,07946 / 0,83 ≈ 0,09573.
RéponseP_(non R)(A) ≈ 0,0957.
B1Justifier que X suit une loi binomiale et préciser ses paramètres.Touche pour voir la correction
À retenir Répétition d'épreuves de Bernoulli identiques et indépendantes.
- Chaque enfant interrogé : succès (allergique) avec la probabilité 0,09.
- Les 100 tirages sont indépendants avec remise.
- X compte les succès parmi 100 épreuves.
RéponseX suit la loi binomiale de paramètres n = 100 et p = 0,09.
B2Probabilité qu'au moins 10 enfants sur 100 soient atteints (arrondi à 10⁻⁴) ?Touche pour voir la correction
À retenir P(X ≥ 10) = 1 − P(X ≤ 9) (calculatrice).
- P(X ≥ 10) = 1 − P(X ≤ 9), avec X ~ B(100 ; 0,09).
- À la calculatrice : P(X ≤ 9) ≈ 0,5875, donc P(X ≥ 10) ≈ 1 − 0,5875 = 0,4125.
RéponseP(X ≥ 10) ≈ 0,4125.
Vérification Valeur calculée : 0,41249 ; E(X) = 9, donc une probabilité proche de 0,4 pour « au moins 10 » est cohérente.
C1Que représente M₂₀ = (A₁ + ... + A₂₀)/20 dans le contexte ?Touche pour voir la correction
À retenir Une moyenne d'échantillon.
- Les Aᵢ sont les âges d'apparition des symptômes des 20 enfants.
- M₂₀ est leur moyenne.
RéponseM₂₀ est l'âge moyen d'apparition des premiers symptômes dans l'échantillon de 20 enfants.
C2Déterminer l'espérance et la variance de M₂₀.Touche pour voir la correction
À retenir Pour des variables indépendantes de même loi : E(M_n) = E(A), V(M_n) = V(A)/n.
- E(M₂₀) = (20 × 4)/20 = 4.
- V(M₂₀) = (20 × 2,25)/20² = 2,25/20 = 0,1125.
RéponseE(M₂₀) = 4 et V(M₂₀) = 0,1125.
C3Justifier par l'inégalité de concentration que P(2 < M₂₀ < 6) > 0,97 et interpréter.Touche pour voir la correction
À retenir Inégalité de concentration : P(|M_n − E(M_n)| ≥ δ) ≤ V(A)/(n δ²) = V(M_n)/δ², où V(A) est la variance de chaque variable.
- 2 < M₂₀ < 6 équivaut à |M₂₀ − 4| < 2.
- P(|M₂₀ − 4| ≥ 2) ≤ 2,25/(20 × 2²) = 0,1125/4 = 0,028125.
- P(2 < M₂₀ < 6) = 1 − P(|M₂₀ − 4| ≥ 2) ≥ 1 − 0,028125 = 0,971875 > 0,97.
RéponseP(2 < M₂₀ < 6) ≥ 0,9719 > 0,97 : avec une probabilité supérieure à 97 %, l'âge moyen d'apparition des premiers symptômes sur 20 enfants allergiques est compris entre 2 et 6 ans.
Exercice 2 : Exercice 2 : deux avions en approche5 points
Repère orthonormé d'origine O (pied de la tour), unité 1 km, sol z = 0. Alpha : point A(−7 ; 1 ; 7), direction u(2 ; −1 ; −3). Bêta : droite d_B de représentation x = −11 + 5t, y = −5 + t, z = 11 − 4t.
1Déterminer le point S où Bêta touche le sol, s'il ne dévie pas.Touche pour voir la correction
À retenir Le sol est le plan z = 0 : on cherche le paramètre qui annule z.
- z = 0 donne 11 − 4t = 0, soit t = 11/4.
- x = −11 + 5 × 11/4 = −11 + 55/4 = 11/4.
- y = −5 + 11/4 = −9/4.
RéponseS(11/4 ; −9/4 ; 0), soit S(2,75 ; −2,25 ; 0).
2aReprésentation paramétrique de d_A.Touche pour voir la correction
À retenir Droite passant par A et dirigée par u : M = A + s u.
- x = −7 + 2s, y = 1 − s, z = 7 − 3s, avec s réel.
Réponsed_A : x = −7 + 2s ; y = 1 − s ; z = 7 − 3s (s ∈ R).
2bLes deux avions peuvent-ils entrer en collision ?Touche pour voir la correction
À retenir Une collision supposerait un point commun aux deux trajectoires.
- Directions (2 ; −1 ; −3) et (5 ; 1 ; −4) non colinéaires.
- Égalité des coordonnées : −7 + 2s = −11 + 5t, 1 − s = −5 + t, 7 − 3s = 11 − 4t.
- Deuxième équation : t = 6 − s ; première : −7 + 2s = 19 − 5s, donc s = 26/7 et t = 16/7.
- Troisième : 7 − 78/7 = −29/7 et 11 − 64/7 = 13/7 : différent. Système incompatible.
RéponseLes trajectoires n'ont aucun point commun : il n'y a pas de risque de collision.
Piège Ne pas oublier de tester la troisième équation après avoir résolu les deux premières.
3aDémontrer que l'avion Alpha passe par E(−3 ; −1 ; 1).Touche pour voir la correction
À retenir Trouver un paramètre s qui convient pour les trois coordonnées.
- −7 + 2s = −3 donne s = 2.
- y = 1 − 2 = −1 ✓ ; z = 7 − 6 = 1 ✓.
RéponseE correspond à s = 2 : il est sur d_A.
3bJustifier que 2x − y − 3z + 8 = 0 est une équation du plan P_E passant par E et orthogonal à d_A.Touche pour voir la correction
À retenir Le vecteur directeur de d_A est normal au plan : ax + by + cz + d = 0 avec (a, b, c) = u.
- u(2 ; −1 ; −3) est normal à P_E : 2x − y − 3z + d = 0.
- E : 2(−3) − (−1) − 3(1) + d = −6 + 1 − 3 + d = 0, donc d = 8.
RéponseP_E : 2x − y − 3z + 8 = 0.
3cVérifier que F(−1 ; −3 ; 3) est l'intersection de P_E et d_B.Touche pour voir la correction
À retenir Montrer que F est sur d_B et dans P_E ; d_B coupe P_E en un seul point car son vecteur directeur n'est pas orthogonal à u.
- Sur d_B : −11 + 5t = −1 donne t = 2 ; y = −5 + 2 = −3 ✓ ; z = 11 − 8 = 3 ✓.
- Dans P_E : 2(−1) − (−3) − 3(3) + 8 = −2 + 3 − 9 + 8 = 0 ✓.
- (5 ; 1 ; −4) · (2 ; −1 ; −3) = 10 − 1 + 12 = 21 ≠ 0 : d_B n'est pas parallèle au plan, l'intersection est un point unique.
RéponseF appartient à d_B et à P_E : c'est leur point d'intersection.
3dCalculer la distance EF (valeur exacte) et vérifier qu'elle vaut 3 464 m à 1 m près.Touche pour voir la correction
À retenir EF = √((x_F − x_E)² + (y_F − y_E)² + (z_F − z_E)²).
- EF(2 ; −2 ; 2).
- EF = √(4 + 4 + 4) = √12 = 2√3 km.
- 2√3 ≈ 3,4641 km = 3 464,1 m ≈ 3 464 m.
RéponseEF = 2√3 km ≈ 3 464 m.
4La distance de sécurité (3 milles nautiques, 1 mille = 1 852 m) est-elle respectée si Alpha est en E et Bêta en F au même instant ?Touche pour voir la correction
À retenir On compare des distances dans la même unité.
- 3 milles nautiques = 3 × 1 852 = 5 556 m.
- EF ≈ 3 464 m < 5 556 m.
RéponseNon : 3 464 m < 5 556 m, la distance de sécurité n'est pas respectée.
Exercice 3 : Exercice 3 : fonctions xⁿe⁻ˣ et suite d'intégrales5 points
f₀(x) = e^(−x) et, pour n ≥ 1, fₙ(x) = xⁿ e^(−x) sur [0 ; +∞[. Iₙ est l'intégrale de fₙ entre 0 et 1.
Documents du sujet Cet exercice s'appuie sur des figures ou documents du sujet : Tableau de variations de fₙ (maximum (n/e)ⁿ en x = n) ; Annexe : courbes C₀, C₁, C₂, C₁₀ et C₁₀₀ sur [0 ; 1]. Ils sont affichés avec la correction dans l'application.
A1aMontrer que fₙ'(x) = (n − x) xⁿ⁻¹ e^(−x) pour tout x ≥ 0.Touche pour voir la correction
À retenir Dérivée d'un produit (uv)' = u'v + uv'.
- u = xⁿ, u' = n xⁿ⁻¹ ; v = e^(−x), v' = −e^(−x).
- fₙ' = n xⁿ⁻¹ e^(−x) − xⁿ e^(−x).
- On factorise xⁿ⁻¹ e^(−x) : fₙ' = (n − x) xⁿ⁻¹ e^(−x).
Réponsefₙ'(x) = (n − x) xⁿ⁻¹ e^(−x).
A1bJustifier tous les éléments du tableau de variations (fₙ' positive puis négative, maximum (n/e)ⁿ, valeurs 0 et 0).Touche pour voir la correction
À retenir Signe de fₙ' et limites par croissances comparées.
- Pour x > 0 : xⁿ⁻¹ e^(−x) > 0, donc fₙ' a le signe de n − x : positive sur [0 ; n[, nulle en n, négative sur ]n ; +∞[.
- fₙ(0) = 0ⁿ e⁰ = 0 car n ≥ 1.
- fₙ(n) = nⁿ e^(−n) = (n/e)ⁿ : maximum.
- Limite en +∞ : xⁿ e^(−x) = xⁿ / eˣ tend vers 0 par croissances comparées.
Réponsefₙ croît de 0 à (n/e)ⁿ sur [0 ; n], puis décroît vers 0 (limite en +∞).
A2Justifier par le calcul que A(1 ; e⁻¹) appartient à Cₙ.Touche pour voir la correction
À retenir Un point appartient à la courbe si ses coordonnées vérifient y = fₙ(x).
- fₙ(1) = 1ⁿ × e^(−1) = e⁻¹ pour tout n.
Réponsefₙ(1) = e⁻¹ : A appartient à toutes les courbes Cₙ.
B1aInterprétation graphique de Iₙ.Touche pour voir la correction
À retenir Intégrale d'une fonction positive : aire.
- fₙ ≥ 0 sur [0 ; 1].
- Iₙ est l'aire du domaine compris entre la courbe Cₙ, l'axe des abscisses et les droites x = 0 et x = 1.
RéponseIₙ est l'aire (en unités d'aire) du domaine sous la courbe Cₙ entre x = 0 et x = 1.
B1bPar lecture du graphique, conjecture sur la limite de (Iₙ).Touche pour voir la correction
À retenir On observe comment le domaine sous la courbe évolue quand n augmente.
- Les courbes C₁₀ et C₁₀₀ restent très proches de l'axe des abscisses presque partout sur [0 ; 1], et ne s'élèvent qu'au voisinage de x = 1.
- L'aire sous la courbe diminue quand n augmente.
RéponseConjecture : (Iₙ) est décroissante et tend vers 0.
Piège C'est une conjecture lue sur le graphique, pas une démonstration : elle est établie plus loin dans l'exercice par le calcul.
B2Calculer I₀.Touche pour voir la correction
À retenir Primitive de e^(−x) : −e^(−x).
- I₀ = ∫ de 0 à 1 de e^(−x) dx = [−e^(−x)] de 0 à 1.
- = −e⁻¹ + 1.
RéponseI₀ = 1 − 1/e ≈ 0,632.
Vérification Le graphique donne une aire entre 0,37 et 1 sous C₀ : 0,63 est cohérent.
B3aDémontrer que, pour x dans [0 ; 1], 0 ≤ xⁿ⁺¹ ≤ xⁿ.Touche pour voir la correction
À retenir xⁿ⁺¹ = x × xⁿ avec 0 ≤ x ≤ 1.
- xⁿ ≥ 0 donc xⁿ⁺¹ = x × xⁿ ≥ 0.
- Comme x ≤ 1 et xⁿ ≥ 0 : x × xⁿ ≤ 1 × xⁿ = xⁿ.
Réponse0 ≤ xⁿ⁺¹ ≤ xⁿ sur [0 ; 1].
B3bEn déduire 0 ≤ Iₙ₊₁ ≤ Iₙ.Touche pour voir la correction
À retenir Positivité et croissance de l'intégrale ; e^(−x) > 0.
- On multiplie l'encadrement par e^(−x) > 0 : 0 ≤ xⁿ⁺¹ e^(−x) ≤ xⁿ e^(−x).
- On intègre sur [0 ; 1] (bornes dans l'ordre croissant) : 0 ≤ Iₙ₊₁ ≤ Iₙ.
Réponse0 ≤ Iₙ₊₁ ≤ Iₙ pour tout n.
B4Démontrer que (Iₙ) converge vers une limite ℓ ≥ 0.Touche pour voir la correction
À retenir Suite décroissante et minorée : convergente.
- Iₙ₊₁ ≤ Iₙ : décroissante.
- Iₙ ≥ 0 : minorée par 0.
- La limite ℓ vérifie ℓ ≥ 0 (passage à la limite dans Iₙ ≥ 0).
Réponse(Iₙ) converge vers ℓ ≥ 0.
B5Par intégration par parties, démontrer que Iₙ₊₁ = (n + 1) Iₙ − 1/e.Touche pour voir la correction
À retenir ∫ u v' = [u v] − ∫ u' v.
- u = xⁿ⁺¹, u' = (n + 1) xⁿ ; v' = e^(−x), v = −e^(−x).
- Iₙ₊₁ = [−xⁿ⁺¹ e^(−x)] de 0 à 1 + (n + 1) ∫ de 0 à 1 de xⁿ e^(−x) dx.
- Crochet : −e⁻¹ − 0 = −1/e.
- Iₙ₊₁ = −1/e + (n + 1) Iₙ.
RéponseIₙ₊₁ = (n + 1) Iₙ − 1/e.
Vérification Pour n = 0 : I₁ = I₀ − 1/e = 1 − 2/e ≈ 0,264.
B6aDémontrer que si ℓ > 0, l'égalité de la question 5 conduit à une contradiction.Touche pour voir la correction
À retenir Raisonnement par l'absurde avec passage à la limite.
- Si ℓ > 0 : (n + 1) Iₙ tend vers +∞ (produit de n + 1 qui tend vers +∞ par Iₙ qui tend vers ℓ > 0).
- Alors (n + 1) Iₙ − 1/e = Iₙ₊₁ tend vers +∞.
- Mais Iₙ₊₁ tend vers ℓ, un réel : contradiction.
RéponseL'hypothèse ℓ > 0 est impossible.
B6bDémontrer que ℓ = 0.Touche pour voir la correction
À retenir ℓ ≥ 0 et ℓ non strictement positive.
- On a ℓ ≥ 0 (question 4) et ℓ > 0 est exclu (6a).
Réponseℓ = 0 : la conjecture de la question 1b est démontrée.
B7Script : def mystere(n): I = 1 − 1/e ; L = [I] ; for i in range(n): I = (i + 1)*I − 1/e ; L.append(I) ; return L (e est importée). Que renvoie mystere(100) dans le contexte de l'exercice ?Touche pour voir la correction
À retenir La boucle applique la relation Iₙ₊₁ = (n + 1) Iₙ − 1/e.
- Avant la boucle : I = 1 − 1/e = I₀ et L = [I₀].
- À chaque tour i (de 0 à 99) : I = (i + 1) × I − 1/e, qui est I_(i+1), ajouté à L.
- Après 100 tours : L contient I₀, I₁, ..., I₁₀₀.
Réponsemystere(100) renvoie la liste des 101 premières valeurs de la suite : [I₀, I₁, ..., I₁₀₀].
Piège Cet algorithme est numériquement instable : l'erreur d'arrondi est multipliée par n + 1 à chaque étape, les derniers termes calculés en flottants peuvent s'écarter fortement de la valeur exacte (qui tend vers 0).
Exercice 4 : Exercice 4 : cinq affirmations vrai ou faux5 points
Équation différentielle, dénombrement, limite d'une suite, produit scalaire et convexité. Chaque réponse doit être justifiée.
1(E) : y' = y/2 + 4. Affirmation 1 : les solutions sont les fonctions f(x) = k e^(x/2) − 8, k réel.Touche pour voir la correction
À retenir y' = a y + b a pour solutions y = k e^(a x) − b/a.
- a = 1/2, b = 4 : solution constante −b/a = −8.
- Solutions : k e^(x/2) − 8.
- Vérification : f'(x) = (k/2) e^(x/2) et f/2 + 4 = (k/2) e^(x/2) − 4 + 4 ✓.
RéponseAffirmation vraie.
218 filles et 14 garçons : équipe de 3 filles et 3 garçons. Affirmation 2 : il y a 297 024 possibilités.Touche pour voir la correction
À retenir Principe multiplicatif avec des combinaisons (l'ordre ne compte pas).
- Choix des filles : C(18, 3) = 816.
- Choix des garçons : C(14, 3) = 364.
- Total : 816 × 364 = 297 024.
RéponseAffirmation vraie : 297 024 équipes possibles.
3vₙ = n / (2 + cos n). Affirmation 3 : (vₙ) diverge vers +∞.Touche pour voir la correction
À retenir Théorème de comparaison : si vₙ ≥ uₙ et uₙ tend vers +∞ alors vₙ tend vers +∞.
- −1 ≤ cos n ≤ 1 donc 1 ≤ 2 + cos n ≤ 3.
- Comme n ≥ 0 : vₙ = n/(2 + cos n) ≥ n/3.
- n/3 tend vers +∞, donc vₙ tend vers +∞.
RéponseAffirmation vraie : (vₙ) diverge vers +∞.
Piège On ne peut pas conclure en disant que cos n n'a pas de limite : il faut minorer.
4A(1 ; 1 ; 2), B(5 ; −1 ; 8), C(2 ; 1 ; 3). Affirmation 4 : AB · AC = 10 et l'angle BAC mesure 30°.Touche pour voir la correction
À retenir cos(BAC) = AB · AC / (AB × AC).
- AB(4 ; −2 ; 6) et AC(1 ; 0 ; 1) : AB · AC = 4 + 0 + 6 = 10 ✓.
- AB = √(16 + 4 + 36) = √56 et AC = √2 : AB × AC = √112 ≈ 10,58.
- cos(BAC) = 10/√112 ≈ 0,945, donc BAC ≈ 19,1°.
RéponseAffirmation fausse : le produit scalaire vaut bien 10 mais l'angle est d'environ 19,1°, pas 30° (cos 30° ≈ 0,866).
Piège La première partie est vraie, la seconde fausse : l'affirmation entière est fausse.
5h''(x) = x ln x − 3x sur ]0 ; +∞[. Affirmation 5 : h est convexe sur [e³ ; +∞[.Touche pour voir la correction
À retenir h est convexe là où h'' ≥ 0.
- h''(x) = x (ln x − 3) avec x > 0.
- h''(x) ≥ 0 équivaut à ln x ≥ 3, soit x ≥ e³.
RéponseAffirmation vraie : h'' ≥ 0 sur [e³ ; +∞[, donc h y est convexe.
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