fhamtha.ma
العربية Ouvrir dans fhamtha.ma

fhamtha.ma › Annales › National 2019 · PC · SVT · session normale

Sujet national

National 2019 · PC · SVT · session normale

NS22F · 3 heures · Mathématiques · PC/SVT

Exercice 1 — Géométrie dans l'espace

3 pt(s)

Dans l'espace rapporté à un repère orthonormé direct (O,i,j,k), on considère les points A(1,−1,−1), B(0,−2,1) et C(1,−2,0).

1. a)Montrer que AB∧AC=i+j+k.0.75
1. b)En déduire que x+y+z+1=0 est une équation cartésienne du plan (ABC).0.5
2.Soit (S) la sphère d'équation x2+y2+z2−4x+2y−2z+1=0. Montrer que le centre de la sphère (S) est Ω(2,−1,1) et que son rayon est R=√5.0.75
3. a)Calculer d(Ω,(ABC)), la distance du point Ω au plan (ABC).0.5
3. b)En déduire que le plan (ABC) coupe la sphère (S) selon un cercle (Γ) (la détermination du centre et du rayon de (Γ) n'est pas demandée).0.5

Exercice 2 — Nombres complexes

3 pt(s)

Dans le plan complexe rapporté à un repère orthonormé direct (O,u,v), on considère les points A, B, C et D d'affixes respectives a=1−i√3, b=2+2i, c=√3+i et d=−2+2√3.

1.Résoudre dans l'ensemble ℂ des nombres complexes l'équation : z2−2z+4=0.0.75
2. a)Vérifier que a−d=−√3 (c−d).0.5
2. b)En déduire que les points A, C et D sont alignés.0.25
3.On considère z l'affixe d'un point M et z′ l'affixe de M′ image de M par la rotation R de centre O et d'angle −π3. Vérifier que z′=12az.0.5
4. a)Soient H l'image du point B par la rotation R, h son affixe, et P le point d'affixe p tel que p=a−c. Vérifier que h=ip.0.5
4. b)Montrer que le triangle OHP est rectangle et isocèle en O.0.5

Exercice 3 — Calcul des probabilités

3 pt(s)

Une urne contient dix boules : trois boules vertes, six boules rouges et une boule noire, indiscernables au toucher. On tire au hasard et simultanément trois boules de l'urne. On considère les événements suivants : A : « Obtenir trois boules vertes. » ; B : « Obtenir trois boules de même couleur. » ; C : « Obtenir au moins deux boules de même couleur. »

1.Montrer que p(A)=1120 et p(B)=740.2
2.Calculer p(C).1

Problème — Analyse

11 pt(s)

Partie I

Soit f la fonction numérique définie sur ]0,+∞[ par f(x)=x+12−ln x+12(ln x)2, et (C) sa courbe représentative dans un repère orthonormé (O,i,j) (unité : 1 cm).

Partie II

Soit (un) la suite numérique définie par u0=1 et un+1=f(un) pour tout n de ℕ, où f est la fonction de la première partie.

1.Calculer limx→0+f(x) puis interpréter le résultat géométriquement.0.5
2. a)Vérifier que pour tout x de ]0,+∞[, f(x)=x+12+(12ln x−1)ln x.0.25
2. b)En déduire que limx→+∞f(x)=+∞.0.5
2. c)Montrer que pour tout x de ]0,+∞[, (ln x)2x=4(ln√x√x)2, puis en déduire que limx→+∞(ln x)2x=0.0.5
2. d)Montrer que (C) admet au voisinage de +∞ une branche parabolique de direction asymptotique la droite (Δ) d'équation y=x.0.75
3. a)Montrer que pour tout x de ]0,1] : (x−1)+ln x≤0, et que pour tout x de [1,+∞[ : (x−1)+ln x≥0.0.5
3. b)Montrer que pour tout x de ]0,+∞[, f′⁠(x)=x−1+ln xx.1
3. c)Dresser le tableau de variations de la fonction f.0.5
4. a)Montrer que f″⁠(x)=2−ln xx2 pour tout x de ]0,+∞[.0.5
4. b)En déduire que (C) admet un point d'inflexion dont on déterminera les coordonnées.0.5
5. a)Montrer que pour tout x de ]0,+∞[, f(x)−x=12(ln x−1)2, et déduire la position relative de (C) et (Δ).0.5
5. b)Construire (Δ) et (C) dans le même repère (O,i,j).1
6. a)Montrer que la fonction H:x↦xln x−x est une primitive de la fonction h:x↦ln x sur ]0,+∞[.0.5
6. b)À l'aide d'une intégration par parties, montrer que ∫1e(ln x)2 dx=e−2.0.75
6. c)Calculer, en cm2, l'aire du domaine plan limité par (C), (Δ) et les droites d'équations x=1 et x=e.0.5
1. a)Montrer par récurrence que 1≤un≤e pour tout n de ℕ.0.5
1. b)Montrer que la suite (un) est croissante.0.5
1. c)En déduire que la suite (un) est convergente.0.5
2.Calculer la limite de la suite (un).0.75

Le corrigé entier, question par question, avec le barème.

Voir le corrigé