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Calcul avancé - exercice 2, Exercices de Calcul avancé

Exercices de mathématique sur le calcul avancé 2. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: les entiers naturels, la courbe représentative.

Typologie: Exercices

2013/2014

Téléchargé le 03/04/2014

Charlotte_Marseille
Charlotte_Marseille 🇫🇷

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bg1
[Baccalauréat C Alger–Tunis juin 1973 \
EXER CIC E 1
On considère les entiers naturels nvérifiant la condition :
nest le produit de trois naturels premiers a,b,c, (a<b<c), dont l’un est la somme
des deux autres ; par exemple 286 est un tel nombre : 286 =2×11 ×13.
1. Déterminer a; encadrer bde sorte que N16n6N2,N1et N2étant deux na-
turels donnés.
2. En déduire les naturels npour lesquels N1=6·104et N2=8·104.
N. B. - L’emploi de tables numériques est autorisé (circulaire du 1er mars 1972) ;
aussi les candidats peuvent, mais ce n’est nullement nécessaire, utiliser une table
de nombres premiers; ils affirmeront donc, sans avoir à le justifier, que tel naturel
envisagé est premier ou non.
EXER CIC E 2
Soit fla fonction définie par :
xR,x7− f(x)=x2+(x+2)ex.
et soit Csa courbe représentative (repère orthonormé, unité 1 cm).
1. Calculer f(x) et f′′(x) ; noter dans un même tableau le signe de f′′(x), puis le
sens de variation de f(x) et son signe, enfin le sens de. variation de fet ses
valeurs aux limites.
2. TracerC, d onner sans calcul son asymptote . Soit λun réel positif ; ,Cet la
droite x=λlimitent une région fermée du plan, dont on calculera l’aire A(λ) ;
trouver la limite de A(λ) pour λinfini.
PROB LÈM E
Un espace vectoriel euclidien orienté E est rapporté à la base orthonormée directe
³
I,
J,
K´.
R1,R2,R3sont des rotations vectorielles, dont les axes respectifs ont pour vecteurs
unitaires
I,
J,
Ket dont l’angle commun a une mesure donnée α(radians).
On pose R=R3R2R1.
1. Soit
V(x;y;z) un vecteur de E ; calculer les coordonnées de :
R1³
V´,R2³
V´,R3³
V´,R1
1³
V´
le calcul des coordonnees de R³
V´est exclu.
Calculer les coordonnées de
A=R1
1(
J) et de
A=R³
A´.
En déduire les cas Rest l’identité de E ; ces cas dorénavant écartés, Rest
une rotation vectorielle déterminée.
2. On pose u=α
2+π
4; soit (cosu; sinu; cos u), vérifier que :
R().
L’axe de Rporte
, on l’oriente dans le sens de
; l’angle de Rayant alors
pour mesure ϕ, ce qui suit vise à calculer ϕen utilisant
Aet
A.
Reconnaître d’abord
et ϕpour α=π
2, puis pour α=π
2
pf2

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[ Baccalauréat C Alger–Tunis juin 1973 \

EXERCICE 1

On considère les entiers naturels n vérifiant la condition : n est le produit de trois naturels premiers a , b , c , ( a < b < c ), dont l’un est la somme des deux autres ; par exemple 286 est un tel nombre : 286 = 2 × 11 × 13.

1. Déterminer a ; encadrer b de sorte que N 1 6 n 6 N 2 , N 1 et N 2 étant deux na-

turels donnés.

2. En déduire les naturels n pour lesquels N 1 = 6 · 104 et N 2 = 8 · 104.

N. B. - L’emploi de tables numériques est autorisé (circulaire du 1er^ mars 1972) ; aussi les candidats peuvent, mais ce n’est nullement nécessaire, utiliser une table de nombres premiers ; ils affirmeront donc, sans avoir à le justifier, que tel naturel envisagé est premier ou non.

EXERCICE 2

Soit f la fonction définie par :

x ∈ R, x 7 −→ f ( x ) = x − 2 + ( x + 2)e− x^.

et soit C sa courbe représentative (repère orthonormé, unité 1 cm).

1. Calculer f ′( x ) et f ′′( x ) ; noter dans un même tableau le signe de f ′′( x ), puis le sens de variation de f ′( x ) et son signe, enfin le sens de. variation de f et ses valeurs aux limites. 2. Tracer C , donner sans calcul son asymptote ∆. Soit λ un réel positif ; ∆, C et la droite x = λ limitent une région fermée du plan, dont on calculera l’aire A ( λ ) ; trouver la limite de A ( λ ) pour λ infini.

PROBLÈME

Un espace vectoriel euclidien orienté E est rapporté à la base orthonormée directe( →− I ,

J ,

K

R 1 , R 2 , R 3 sont des rotations vectorielles, dont les axes respectifs ont pour vecteurs

unitaires

I ,

J ,

K et dont l’angle commun a une mesure donnée α (radians). On pose R = R 3 ◦ R 2 ◦ R 1.

1. Soit

V ( x ; y ; z ) un vecteur de E ; calculer les coordonnées de :

R 1

V

, R 2

V

, R 3

V

, R 1 −^1

V

le calcul des coordonnees de R

V

est exclu.

Calculer les coordonnées de

A = R − 1 1 (

J ) et de

A ′^ = R

A

En déduire les cas où R est l’identité de E ; ces cas dorénavant écartés, R est une rotation vectorielle déterminée.

2. On pose u =

α 2

π 4

; soit Ω(cos u ; sin u ; cos u ), vérifier que :

R (Ω).

L’axe de R porte

Ω , on l’oriente dans le sens de

Ω ; l’angle de R ayant alors pour mesure ϕ , ce qui suit vise à calculer ϕ en utilisant

A et

A ′^.

Reconnaître d’abord

Ω et ϕ pour α =

π 2 , puis pour α = −

π 2

Le baccalauréat de 1973 A. P. M. E. P.

3. Calculer en fonction de u les coordonnées de

A et

A ′^ , puis celles des produits vectoriels

B =

A et

B ′^ =

A ′^.

Vérifier que

B et

(^ B ′^ sont unitaires. −→ Ω ,

A ,

B

est une base de E, étudier sans calcul sa transformée par R , conclure à l’égalité

B ′^ = R

B

Établir les formules (voir N. B.) :

−→ B ·

B ′^ = cos^2 u

3 − 4cos^4 u

B ∧

B ′^ =

Ω sin u

1 − 4 cos^4 u

4. Déduire des formules précédentes cos ϕ et sin ϕ? On définit v par − π 2

6 v 6

π 2

, cos v = cos^2 u , sin u · sin u > 0 ; démontrer la

relation ϕ = 3 v + π [mod.2 π ]. On change α en α + 2 π ; en quoi

Ω et ϕ sont-ils changés? Trouver l’ensemble des valeurs de α qui donnent ϕ =

π 2

[mod.2 π ], puis sans nouveau calcul ϕ =

π 2

[mod.2 π ] ; on posera p 3 − 1 = sin θ , 0 < θ <

π 2 ( θ ≈ 0,82133)

N. B. - Il ne sera tenu compte au 3. que des calculs entièrement explicités ; le candi- dat peut traiter le 4. en admettant ces formules.

Alger–Tunis 2 juin 1973