ds9(probas, intégrales)

TS3 Jeudi 24 mai 2 012
Contrôle de mathématiques N° 9
2 heures
Exercice 1 (3 points) : Cet exercice est un QCM constitué de deux questions indépendantes.
Pour chacune d’elles, une seule des quatre propositions est exacte. Le candidat indiquera sur la copie le
numéro de la question et la lettre correspondant à la réponse choisie. Aucune justification n’est
demandée. Il sera attribué 1,5 point si la réponse est exacte, 0 sinon.
1°) Soient A et B deux évènements indépendants d’un même univers Ω tels que p(A) = 0,3 et
p (A ∪ B) = 0,65. La probabilité de l’évènement B est :
a) 0,5 b) 0,35 c) 0,46 d) 0,7
2°) Dans ma rue, il pleut un soir sur quatre. S’il pleut, je sors mon chien avec une probabilité égale à
!
1
10
;
s’il ne pleut pas, je sors mon chien avec une probabilité égale à
!
9
10
.
Je sors mon chien ; la probabilité qu’il ne pleuve pas est égale à :
a)
!
9
10
b)
!
27
40
c)
!
3
4
d)
!
27
28
Exercice 2 (2 points) :
Calculer A =
!
x3ln x
( )
dx
1
e
"
.
Exercice 3 (6 points ) :
Lors d’une épidémie chez des bovins, on s’est aperçu que si la maladie est diagnostiquée suffisamment
tôt chez un animal, on peut le guérir ; sinon la maladie est mortelle. Un test est mis au point et essayé sur
un échantillon d’animaux dont 1 % est porteur de la maladie. On obtient les résultats suivants :
• si un animal est porteur de la maladie, le test est positif dans 85 % des cas ;
• si un animal est sain, le test est négatif dans 95 % des cas.
On choisit de prendre ces fréquences observées comme probabilités pour la population entière et d’utiliser
le test pour un dépistage préventif de la maladie. On note :
M l’évènement : « l’animal est porteur de la maladie » ; T l’évènement : « le test est positif ».
1. Construire un arbre pondéré modélisant la situation proposée.
2. Un animal est choisi au hasard.
a. Quelle est la probabilité qu’il soit porteur de la maladie et que son test soit positif ?
b. Montrer que la probabilité pour que son test soit positif est 0,058.
3. Un animal est choisi au hasard parmi ceux dont le test est positif.
Quelle est la probabilité pour qu’il soit porteur de la maladie ?
4. Le coût des soins à prodiguer à un animal ayant réagi positivement au test est de 100 € et le coût de
l’abattage d’un animal non dépisté par le test et ayant développé la maladie est de 1 000 €.
On suppose que le test est gratuit.
a. Remplir le tableau suivant donnant la loi de probabilité du coût à engager par animal subissant le test :
Coût
0
100
1 000
Probabilité
b. Calculer l’espérance mathématique de la variable aléatoire associant à un animal le coût à engager.
c. Un éleveur possède un troupeau de 200 bêtes.
Si tout le troupeau est soumis au test, quelle somme doit-il prévoir d’engager ? TSVP

Exercice 4 (9 points) :
Partie I : On considère la fonction f définie sur l’intervalle ]0 ; +∞[ par f (x) = ln(x) + 1 −
!
1
x
.
1°) Déterminer les limites de la fonction f aux bornes de son ensemble de définition.
2°) Etudier les variations de la fonction f sur l’intervalle ]0 ; +∞[.
3°) En déduire le signe de f (x) lorsque x décrit l’intervalle ]0 ; +∞[.
4°) Montrer que la fonction F définie sur l’intervalle ]0 ; +∞[ par : F(x) = x ln x − ln x est une primitive
de f sur cet intervalle.
5°) Dresser le tableau de variations de F sur ]0 ; +∞[. (on ne calculera pas la limite en 0)
6°) Montrer que l’équation F(x) = 1 −
!
1
e
admet une unique solution dans ]1 ; +∞[ qu’on notera α.
7°) Donner un encadrement de α d’amplitude 10-1.
Partie II : Soit g et h les fonctions définies sur l’intervalle ]0 ; +∞[ par : g(x)=
!
1
x
et h(x) = ln(x) + 1.
Sur le graphique ci-dessous, on a représenté dans un repère orthonormal, les courbes Cg et Ch
représentatives des fonctions g et h.
1°) A est le point d’intersection de la courbe Ch et de l’axe des abscisses.
Déterminer les coordonnées du point A.
2°) P est le point d’intersection des courbes Cg et Ch. Justifier que les coordonnées du point P sont (1 ; 1).
3°) On note A l’aire du domaine délimité par les courbes Cg , Ch et les droites d’équations respectives
x =
!
1
e
et x = 1 (domaine grisé sur le graphique).
a. Exprimer l’aire A à l’aide de la fonction f définie dans la partie I.
b. Montrer que A = 1 −
!
1
e
.
4°) Soit t un nombre réel de l’intervalle ]1 ; +∞[. On note Bt l’aire du domaine délimité par les droites
d’équations respectives x = 1, x = t et les courbes Cg et Ch (domaine hachuré sur le graphique).
On souhaite déterminer une valeur de t telle que A = Bt .
a) Montrer que Bt = t ln(t) − ln(t).
b) Conclure.