Corrigé Bac ES Maths 2016

Baccalauréat 2016 - ES/L
Métropole
Série ES/L Obli. et Spé.
22 Juin 2016
Correction
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/
Exercice 1. QCM 4 points
Commun à tous les candidats
Un organisme de formation désire estimer la proportion de stagiaires satisfaits de la formation reçue au cours de
l’année 2013. Pour cela, il interroge un échantillon représentatif de 300 stagiaires. On constate que 225 sont satisfaits.
Alors, un intervalle de confiance au niveau de confiance 0,95 de la proportion de stagiaires satisfaits de la formation
reçue au cours de l’année 2013 est :
a. [0,713 ; 0,771] b. [0,692 ; 0,808] c. [0,754 ; 0,813] d. [0,701 ; 0,799]
Question 1 (Réponse b )
Preuve
•1. Analyse des données : « Sur un échantillon de n= 300 stagiaires. Il est constaté que 225 sont satisfaits. ». Donc la
fréquence observée de stagiaires satisfaits est f= 225 ÷300 = 0,75 soit f= 0,75
•2. Intervalle de confiance :
Soit fla fréquence observée d’un caractère dans un échantillon de taille nextrait d’une population dans laquelle
la proportion de ce caractère est p.
Si les conditions suivantes sont remplies : 
✓n≥30
✓nf ≥5
✓n(1 −f)≥5
Alors un intervalle de confiance au seuil de confiance de 95% de la proportion pest :
In=f−1
√n;f+1 √n
Théorème 1 (Intervalle de confiance)
On a pour le cas étudié, n= 300,f= 0,75. Vérifions les conditions d’application du théorème :
✓n= 300 ≥30
✓nf = 300 ×225
300 = 225 ≥5
✓n(1 −f) = 300 ×75
300 = 75 ≥5
Un intervalle de confiance au seuil de confiance de 95% est alors :
In=f−1
√n;f+1 √n=225
300 −1
√300 ;225
300 +1
√300
Soit puisque les borne sont :
225
300 −1
√300 ≈0,69226 . On arrondit la borne inférieure par défaut à 10−3près soit 0,692.
225
300 +1
√300 ≈0,80774 . On arrondit la borne supérieure par excès à 10−3près soit 0,808.
I300 ≈0,692 ; 0,808
•Conclusion : la réponse à la question 1 est la réponse b.

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Obli. et Spé. - 22 Juin 2016
En suivant la loi uniforme, on choisit un nombre au hasard dans l’intervalle [4 ; 11]. La probabilité que ce nombre
soit inférieur à 10 est :
a. 6
10 b. 10 7c. 10 11 d. 6 7
Question 2 (Réponse d )
Preuve
Soit Xla variable aléatoire suivant une loi uniforme sur l’intervalle [a ; b].
∀x∈[a;b] ; P(a≤X≤x) = x−a
b−a: (1) et E(X) = b+a 2: (2)
Propriété 1
Donc si la variable aléatoire Xla loi uniforme sur l’intervalle [4 ; 11] on a :
P(X < 10) = P(4 ≤X < 10) = 10 −4
11 −4=6 7
La réponse à la question 2 est la réponse d.
On considère la fonction f définie sur Rpar f(x) = (x+ 1) e−2x+3. La fonction fest dérivable sur Ret sa fonction
dérivée f′est donnée par :
a. −2e−2x+3 b. e−2x+3
c. (−2x+ 3) e−2x+3 d. (−2x−1) e−2x+3
Question 3 (Réponse d )
Preuve
f:(R−→ R
x7−→ f(x) = (x+ 1) ×e−2x+3
La fonction fest dérivable sur Rcomme produit et somme de fonctions dérivables sur cet intervalle.
La fonction fest de la forme uv donc de dérivée u′v+uv′avec :
∀x∈R;f(x) = u(x)×v(x) : 
u(x) = (x+ 1) ; u′(x) = 1
v(x) = e−2x+3 ;v′(x) = −2e−2x+3
On a donc :
∀x∈R, f′(x) = u′(x)×v(x) + u(x)×v′(x)
f′(x) = 1 ×e−2x+3 + (x+ 1) ×−2e−2x+3
f′(x) = e−2x+3 + (−2x−2) e−2x+3
f′(x) = e−2x+3 (1 −2x−2)
Soit
∀x∈R;f′(x) = (−2x−1) e−2x+3
La réponse à la question 3 est la réponse d.
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Obli. et Spé. - 22 Juin 2016
On considère une fonction fdéfinie et dérivable sur Rtelle que sa fonction dérivée f′
soit aussi dérivable sur R. La courbe ci-contre représente la fonction f′′ . On peut alors
affirmer que :
a. fest convexe sur [−2 ; 2].b. fest concave sur [−2 ; 2].
c. La courbe représentative de fsur [−2 ; 2]
admet un point d’inflexion.
d. f′est croissante sur [−2 ; 2].
Question 4 (Réponse c )
Preuve
En mathématiques, une fonction réelle d’une variable réelle est dite convexe (respectivement
concave) si son graphe est « tourné vers le haut » ; c’est à dire que si A et B sont deux points
du graphe de la fonction, le segment [AB] est entièrement situé au-dessus (respectivement au-
dessous) du graphe. De plus on a les propriétés suivantes :
Soit fune fonction dérivable sur un intervalle I.
•La fonction fest convexe (resp. concave) si et seulement si sa courbe repré-
sentative est au-dessus (resp. au-dessous) de chacune de ses tangentes ;
•fest convexe (resp. concave) si et seulement si sa dérivée est croissante (resp.
décroissante) sur I.
Proposition 1 (Fonction convexe/concave)
Soit fune fonction deux fois dérivable sur un intervalle I.
fest convexe si et seulement si sa dérivée seconde f′′ est à valeurs positives ou nulles.
fest concave si et seulement si sa dérivée seconde f′′ est à valeurs négatives ou
nulles.
Proposition 2 (Fonction convexe/concave)
•Sur l’intervalle [−2 ; 2], la fonction dérivée seconde dont on a la représentation gra-
phique n’est pas de signe constant. Elle n’est donc ni convexe, ni concave sur cet inter-
valle.
•Par le même argument, f′n’est pas croissante sur cet intervalle puisque f′′ est négative
puis positive.
•La seule possibilité à la question 4 est donc la réponse c.
En effet la dérivée seconde s’annule et change de signe en 1. La fonction fadmet donc
un point d’inflexion en 1.
–Si, en un point de la courbe représentative
d’une fonction continue, la concavité passe
du type « convexe » au type « concave » (ou
l’inverse), on appelle ce point, point d’in-
flexion de la courbe.
–Graphiquement, un point d’inflexion est un
point où la tangente coupe la courbe.
–En un point d’inflexion, la dérivée seconde,
si elle existe, s’annule et change de signe.
x
y
Définition 1 (Point d’inflexion d’une fonction numérique)
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Obli. et Spé. - 22 Juin 2016
Exercice 2. Obligatoire - Suites 5 points
Candidats n’ayant pas suivi la spécialité ou candidats de le série L
[...] Afin d’entretenir son parc automobile, il décide de revendre, au 1er mars de chaque année, 25% de son parc et d’acheter 3
000 voitures neuves. On modélise le nombre de voitures de l’agence à l’aide d’une suite : Pour tout entier naturel n, on note un
le nombre de voitures présentes dans le parc automobile au 1er mars de l’année 2015 + n. On a donc u0= 10 000.
1. Expliquer pourquoi pour tout entier naturel n,un+1 = 0,75un+ 3 000.
Le nombre de voitures présentes dans le parc automobile au 1er mars de l’année 2015 + (n+ 1), soit un+1 s’obtient en
effectuant une réduction de 25% des unvoitures de l’année précédente, et en ajoutant 3 000 voitures neuves. Diminuer de 25%,
c’est multiplier par 0,75 donc on obtient, pour tout entier n:
un+1 = 0,75un+ 3 000
2. Pour tout entier naturel n, on considère la suite (vn)définie par vn=un−12 000.
2. a. Montrer que la suite (vn)est une suite géométrique de raison 0,75. Préciser le premier terme.
Les suites (un)et (vn)sont définies pour tout entier npar :
(un) : (u0= 10 000
un+1 = 0,75 ×un+ 3 000 
(vn) : (v0
vn=un−12 000
Pour tout entier non a :
vn+1 =un+1 −12 000
vn+1 = (0,75 un+ 3 000) −12 000
vn+1 = 0,75 ×un−9 000
vn+1 = 0,75 ×un+−9 000
0,75 
vn+1 = 0,75 ×(un−12 000)
vn+1 = 0,75 ×vn
La suite (vn)est donc une suite géométrique de raison q= 0,75, et de premier terme v0=−2 000 puisque :
v0=u0−12 000
v0= 10 000 −12 000
v0=−2 000
Soit :
(vn) : (v0=−2 000
vn+1 = 0,75 ×vn
;∀n∈N
2. b. Exprimer vnen fonction de n. Déterminer la limite de la suite (vn).
La suite (vn)est géométrique de raison q= 0,75, et de premier terme v0=−2 000 donc son terme général est
∀n∈N;vn=v0×(q)n
Soit
∀n∈N;vn=−2 000 ×(0,75)n
Par théorème
Si le réel qest tel que : −1< q < 1on a : lim
n→+∞qn= 0.
Théorème 2
De ce fait, ici −1< q = 0,75 <1et d’après le théorème 3 :
lim
n→+∞(0,75)n= 0 =⇒lim n→+∞−2 000 ×(0,75)n= 0
Ce qui nous donne la limite de la suite (vn):
lim
n→+∞vn= 0
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2. c. Justifier que, pour tout entier naturel n,un= 12 000 −2 000 ×0,75n.
De l’égalité définie pour tout entier n:
vn=un−12 000
On peut en déduire l’expression :
un=vn+ 12 000
Soit :
∀n∈N;un=−2 000 ×(0,75)n+ 12 000
2. d. En vous appuyant sur les réponses données aux deux questions précédentes, que pouvez-vous conjecturer sur le
nombre de voitures que comptera le parc automobile de ce loueur au bout d’un grand nombre d’années ?
Lors de la question (2.b.) on a montré que la suite (vn)tendait vers 0 en +∞. Puisque pour tout entier non a : vn=un−12 000,
on en conclut que la suite (un)tend vers 12 000 en +∞.
(lim
n→+∞vn= 0
vn=un−12 000 
=⇒lim
n→+∞un= 12 000
Ceci signifie qu’au bout d’un grand nombre d’années, le nombre de voitures que comptera le parc automobile se stabilisera
autour de 12 000.
3. On admet dans cette question que la suite (un)est croissante. On aimerait déterminer l’année à partir de laquelle le
parc automobile comptera au moins 11 950 voitures.
3. a. Recopier l’algorithme suivant et compléter les pointillés afin qu’il permette de répondre au problème posé.
INITIALISATION :
Uprend la valeur 10 000
Nprend la valeur 0
TRAITEMENT :
Tant que U < 11 950 faire
Nprend la valeur N+ 1
Uprend la valeur 0,75U+ 3 000
Fin Tant que
SORTIE :
Afficher N
3. b. À l’aide de la calculatrice, déterminer l’année recherchée.
Avec la calculatrice on obtient :
u12 ≈11 937 <11 950 et u13 ≈11 952 >11 950
L’année à partir de laquelle le parc automobile comptera au moins 11 950 voitures est donc 2015 + 13 = 2028.
3. c. Retrouver ce résultat en résolvant l’inéquation 12 000 −2 000 ×0,75n≥11 950.
Pour tout entier naturels n:
−2 000 ×0.75n+ 12 000 ≥11950 ⇐⇒ −2 000 ×0.75n≥ −50
⇐⇒ 0.75n≤−50
−2 000 =1 40
En composant par la fonction x7−→ ln xdéfinie et strictement croissante sur ]0 ; +∞[, on a :
−2 000 ×0.75n+ 12 000 ≥11950 ⇐⇒ ln 0.75n≤ln 1
40
On applique alors la propriété ln an=nln adéfinie pour a > 0et nentier :
−2 000 ×0.75n+ 12 000 ≥11950 ⇐⇒ nln 0.75 ≤ln 1
40
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