solutions

Enseignement de spécialité : corrigé
bac 2010
1. Proposition 1 : « La similitude directe de centre A qui transforme I en O a pour
écriture complexe z 0 = (1 + i)z − 1 − 2i. » VRAI
π
Puisque B est l’image de A par la rotation de centre O et d’angle , le triangle
2
OAB est rectangle isocèle direct de sommet O. Or I est le milieu de l’hypoAO p
π
→
− −→
ténuse donc
= 2 et (AI, AO) = . La similitude de centre A qui transAI
4
p
π
forme I en O a pour rapport 2 et pour angle . Son expression complexe est
4
p
z 0 = 2eiπ/4 (z − z A ) + z A = (1 + i)(z − 2 + i) + 2 − i = (1 + i)z − 2 − 2i + i − 1 + 2 − i =
(1 + i)z − 1 − 2i
Ou bien :
3 3
C’est une similitude (z 0 = az + b), f (2 − i ) = · · · = 2 − i et f ( + i ) = · · · = 0
2 2
Donc c’est une similitude de centre A qui transforme I en O, et on sait d’après
un théorème que celle-ci existe et est unique car A 6= I et A 6= O.
2. Il se trouve que c’est exactement l’exercice 2 de la feuille Congruences : exemples,
mais celle-ci a été faite avant que ce sujet de bac ne paraisse !
Proposition 2 : « L’ensemble S est l’ensemble des couples (5k − 1 ; 3k − 1) où k
est un entier relatif. » VRAI
Soit (x ; y) un couple d’entiers vérifiant (e). Alors 3x − 5y = −3 + 5 donc (e 0 ) :
3(x + 1) = 5(y + 1). Le nombre 5 divise 3(x + 1) et 5 est premier avec 3. Selon le
théorème de Gauss, 5 divise x +1 et il existe un entier relatif k tel que x +1 = 5k
donc x = −1 + 5k puis en remplaçant dans (e 0 ), 5(y + 1) = 15k donc y = 3k − 1.
On en déduit que, si (x ; y) est solution de (e) alors il existe un entier relatif k
tel que (x ; y) = (−1 + 5k ; −1 + 3k).
Réciproquement, s’il existe un entier relatif k tel que (x ; y) = (−1 + 5k ; −1 +
3k), le couple (x ; y) est un couple d’entiers relatifs vérifiant (e). En effet,
3 × (−1 + 5k) − 5 × (−1 + 3k) = 2.
L’ensemble S est l’ensemble des couples (5k − 1 ; 3k − 1) où k est un entier
relatif.
3. Proposition 3 : « Il existe des couples (x ; y) d’entiers relatifs solutions de (E)
qui ne sont pas des couples de multiples de 3. » FAUX
On construit le tableau des congruences modulo 3 de x et de x 2 :
x
x2
0
0
1
1
2
4≡1
Si x ou y n’est pas multiple de 3 alors x 2 ou y 2 est congru à 1 modulo 3 et
la somme x 2 + y 2 est congrue à 1 ou 2 modulo 3 et n’est jamais congrue à 0
modulo 3.
4. Proposition 4 : « Pour tout entier naturel k (2 6 k 6 n), le nombre n! + k n’est
pas un nombre premier. » VRAI
Pour tout entier naturel k tel que 2 ≤ k ≤ n on sait que k divise n! donc, par
divisibilité de la somme, k divise aussi n! + k, k est donc un diviseur de n! + k.
Or n > 2, donc n! > 0, donc n! + k > k et d’autre part k > 2, donc k > 1.
n! + k est divisible par k avec 1 < k < n! + k, donc n! + k n’est pas premier.
5. Proposition 5 : « Il existe deux entiers naturels non nuls dont le PGCD et le
PPCM sont solutions de l’équation (E0 ). »FAUX
Les solutions de cette équation du second degré sont 12 et 40.
Pour deux nombres a et b, si d = PGC D(a, b) et m = P PC M (a, b), d divise a
et b, qui divisent chacun m, donc d divise m par transitivité, et d 6 m.
Or ici 12 ne divise pas 40, donc la propriété est fausse.