EN ROUTE VERS LA 1 ère SPECIALITE MATHS Corrigés
Partie A : calcul littéral, équations et inéquations
Exercice A1 :
𝐴 = 3𝑥(10𝑥 − 8) 𝐵 = (2𝑥 + 3)(4𝑥 − 1)
𝑨 = 𝟑𝟎𝒙𝟐− 𝟐𝟒𝒙 𝐵 = 8𝑥5− 2𝑥 + 12𝑥 − 3
𝑩 = 𝟖𝒙𝟐+ 𝟏𝟎𝒙 − 𝟑 𝐶 = :;<𝑥 +;=;> :;<𝑥 +;=?> 𝐷 = 3(2𝑥 − 1)(−𝑥 + 4) 𝐶 =5<; 𝑥5+<=? 𝑥 +<=; 𝑥 +;==? 𝐷 = 3(−2𝑥5+ 8𝑥 + 𝑥 − 4) 𝑪 =𝟐𝟓𝟏 𝒙𝟐+𝟓𝟎𝟒 𝒙 +𝟏𝟎𝟎𝟑 𝐷 = 3(−2𝑥5+ 9𝑥 − 4)
𝑫 = −𝟔𝒙𝟐+ 𝟐𝟕𝒙 − 𝟏𝟐
𝐸 = (4 + 5𝑥)5 𝐹 = 3(𝑥 + 1)5
𝐸 = 45+ 2 × 4 × 5𝑥 + (5𝑥)5 𝐹 = 3(𝑥5+ 2 × 1 × 𝑥 + 15) 𝐸 = 16 + 40𝑥 + 25𝑥5 𝐹 = 3(𝑥5+ 2𝑥 + 1)
𝑭 = 𝟑𝒙𝟐+ 𝟔𝒙 + 𝟑
𝐺 = (2𝑥 − 4)5 𝐻 = (3𝑥 + 1)5+ (2𝑥 − 1)(4𝑥 + 2) 𝐺 = (2𝑥)5− 2 × 2𝑥 × 4 + 45 𝐻 = 9𝑥5+ 6𝑥 + 1 + 8𝑥5+ 4𝑥 − 4𝑥 − 2
𝑮 = 𝟒𝒙𝟐− 𝟏𝟔𝒙 + 𝟏𝟔 𝑯 = 𝟏𝟕𝒙𝟐+ 𝟔𝒙 − 𝟏
𝐼 = (3𝑥 + 2)(2𝑥 − 6) − (4𝑥 − 3)5 𝐽 = S√5 − √3US√5 + √3U 𝐼 = 6𝑥5− 18𝑥 + 4𝑥 − 12 − (16𝑥5− 24𝑥 + 9) 𝐽 = √55 − √35
𝐼 = 6𝑥5− 14𝑥 − 12 − 16𝑥5+ 24𝑥 − 9 𝐽 = 5 − 3
𝑰 = −𝟏𝟎𝒙𝟐+ 𝟏𝟎𝒙 − 𝟐𝟏 𝑱 = 𝟐
Exercice A2 :
𝐾 = (2𝑥 + 1)(3𝑥 − 1) + (3𝑥 − 1)(−6𝑥 + 8) 𝐿 = 2𝑥(𝑥 − 1) − (𝑥 − 1)(5 − 𝑥) 𝐾 = (3𝑥 − 1) × [2𝑥 + 1 + (−6𝑥 + 8)] 𝐿 = (𝑥 − 1) × [2𝑥 − (5 − 𝑥)]
𝑲 = (𝟑𝒙 − 𝟏)(−𝟒𝒙 + 𝟗) 𝐿 = (𝑥 − 1)(2𝑥 − 5 + 𝑥) 𝑳 = (𝒙 − 𝟏)(𝟑𝒙 − 𝟓) 𝑀 = (4𝑥 − 2) + (4𝑥 − 2)(𝑥 + 1) 𝑁 = 64 − 100𝑥5 𝑀 = 1 × (4𝑥 − 2) + (4𝑥 − 2)(𝑥 + 1) 𝑁 = 85− (10𝑥)5
𝑀 = (4𝑥 − 2) × [1 + (𝑥 + 1)] 𝑵 = (𝟖 − 𝟏𝟎𝒙)(𝟖 + 𝟏𝟎𝒙) 𝑴 = (𝟒𝒙 − 𝟐)(𝒙 + 𝟐)
Exercice A3 :
a) 4𝑥 − 3 = 12 b) −3𝑥 + 1 = 2(5𝑥 − 2)
⟺ 4𝑥 = 12 + 3 = 15 ⟺ −3𝑥 + 1 = 10𝑥 − 4
⟺ 𝑥 =;<d = 3,75 donc 𝑺 = {𝟑, 𝟕𝟓} ⟺ −3𝑥 − 10𝑥 = −4 − 1
⟺ −13𝑥 = −5
⟺ 𝑥 =j;?j< =;?< donc 𝑺 = k𝟏𝟑𝟓l
c) (5𝑥 + 6)(2𝑥 + 3) = 10𝑥5+ 2𝑥 − 2 d) (3𝑥 − 1)(−2𝑥 + 3) = 0
⟺ 10𝑥5+ 15𝑥 + 12𝑥 + 18 = 10𝑥5 + 2𝑥 − 2 Un produit est nul ssi un de ses facteurs est nul.
⟺ 27𝑥 + 18 = 2𝑥 − 2 3𝑥 − 1 = 0 ou −2𝑥 + 3 = 0
⟺ 27𝑥 − 2𝑥 = −2 − 18 ⟺ 3𝑥 = 1 ou −2𝑥 = −3
⟺ −29𝑥 = −20 ⟺ 𝑥 =;? ou 𝑥 =j?j5=?5= 1,5
⟺ 𝑥 =j5=j5m= 5=5m donc 𝑺 = k𝟐𝟎𝟐𝟗l Donc 𝑺 = k𝟏𝟑; 𝟏, 𝟓l
e) oj;o = 0 f) 𝑥5 = 9 g) 2𝑥5− 16 = 0
⟺ 𝑥 − 1 = 0 × 𝑥 = 0 (𝑥 ≠ 0) ⟺ 𝑥 = √9 = 3 ou 𝑥 = −√9 = −3 ⟺ 2𝑥5 = 16
⟺ 𝑥 = 1 donc 𝑺 = {𝟏} donc 𝑺 = {𝟑; −𝟑} ⟺ 𝑥5 = ;r5 = 8
⟺ 𝑥 = √8 ou 𝑥 = −√8 donc 𝑺 = s√𝟖; −√𝟖t Exercice A4 :
a) 4𝑥 − 1 ≥ 7 b) −2𝑥 + 1 > 2 c) ;5𝑥 + 1 ≤ 11
⟺ 4𝑥 ≥ 7 + 1 = 8 ⟺ −2𝑥 > 2 − 1 = 1 ⟺ ;5𝑥 ≤ 11 − 1 = 10
⟺ 𝑥 ≥xd= 2 ⟺ 𝑥 < −;5 ⟺ 𝑥 ≤ ;=z
{
= 10 ×5;= 20
donc 𝑺 = [𝟐; +∞[ donc 𝑺 = }−∞; −𝟏𝟐~ donc 𝑺 = ]−∞; 𝟐𝟎]
Exercice A5 :
•2𝑥 + 3𝑦 = 8
4𝑥 + 3𝑦 = 10 et • 4𝑥 − 5𝑦 = 32 5𝑥 + 7𝑦 = −13
Résolvons le 1er système par combinaison en soustrayant les deux lignes :
•2𝑥 + 3𝑦 = 8 (𝐿;) 4𝑥 + 3𝑦 = 10 (𝐿5) ⟺ •
2𝑥 = 2 (𝐿5− 𝐿;)
2𝑥 + 3𝑦 = 8 (𝐿;) ⟺ • 𝑥 = 1
2 + 3𝑦 = 8 ⟺ • 𝑥 = 1
3𝑦 = 8 − 2 = 6 ⟺ •𝑥 = 1 𝑦 = 2
Donc 𝑺 = {(𝟏; 𝟐)}
Pour le 2e système, multiplions la 1ère ligne par 5 et la 2ème ligne par 4 avant de soustraire les deux lignes :
•4𝑥 − 5𝑦 = 32 (𝐿;) 5𝑥 + 7𝑦 = −13(𝐿5) ⟺ •
20𝑥 − 25𝑦 = 160 (5𝐿;) 20𝑥 + 28𝑦 = −52(4𝐿5) ⟺ •
53𝑦 = −212 (4𝐿5− 5𝐿;) 5𝑥 + 7𝑦 = −13(𝐿5) ⟺ •𝑦 = −5;5<? = −4
5𝑥 − 28 = −13 ⟺ • 𝑦 = −4
5𝑥 = −13 + 28 = 15⟺ • 𝑦 = −4 𝑥 =;<
< = 3 donc 𝑺 = {(𝟑; −𝟒)}
Partie B : fonctions
Exercice B1 : on considère la fonction 𝑓 définie sur ℝ par 𝑓(𝑥) = 7𝑥 − 1.
a) 𝑓(0) = 7 × 0 − 1 = −𝟏, 𝑓 :;„> = 7 ×;„− 1 = 1 − 1 = 𝟎, 𝑓 :;d?> = 7 ×;d? − 1 =5;;d− 1 =?5− 1 =𝟏𝟐 b) 𝑓(𝑥) = 0 ⟺ 7𝑥 − 1 = 0 ⟺ 7𝑥 = 1 ⟺ 𝑥 =;„ donc l’antécédent de 𝟎 est 𝟏𝟕.
c) 𝑓(𝑥) ≥ 0 ⟺ 7𝑥 − 1 ≥ 0 ⟺ 7𝑥 ≥ 1 ⟺ 𝑥 ≥;„ donc 𝑺 = ~𝟏𝟕; +∞~
d) 𝑓 est de la forme 𝑓(𝑥) = 𝑚𝑥 + 𝑝 avec 𝑚 = 7 et 𝑝 = −1 donc 𝑓 est affine.
Exercice B2 :
1) 𝐷‡ = [−5; 3[
2) L’image de −2 est 0 et l’image de 1 est −6.
3) 𝑔(−3) = −2
4) −2 a quatre antécédents et −3 a trois antécédents.
5) 𝑆 = {−4,5; −3,5; −2; −1; 2}
6) 𝑆 = [−5; −4,5] ∪ [−3,5; −2] ∪ [−1; 2]
Exercice B3 :
1) La fonction ℎ semble paire car sa courbe représentative semble symétrique par rapport à l’axe des ordonnées.
2) 𝐷Œ = [−4; 4]
3) 𝑆 = {−2; 2}
4) 𝑆 = [−4; −3] ∪ {0} ∪ [3; 4]
Exercice B4 : soient 𝑓;: 𝑥 ⟼ od•−mod + 1 et 𝑓5: 𝑥 ⟼o?{+or−?5 1) 𝑓;(0) = 1 et 𝑓5(0) = −?5.
2) Grâce à 1), la courbe violette correspond à 𝑓; et la courbe rouge correspond à 𝑓5. 3) 𝑓;(𝑥) = 𝑓5(𝑥) possède trois solutions.
4) Les courbes se coupent au point d’abscisse ;=? (en plus des points d’abscisses −3 et 1).
5) 𝑆 = [−3; 1] ∪ ~;=
? ; +∞}
Exercice B5 :
𝑥 −5 −1 5
Variations de 𝑓 3
−1 −3
𝑥 −5 −3 0 2 4
Variations de 𝑓 0 2,5 2,5 −2 0
𝑥 −4 −3 5
Variations de 𝑓 −1 4
−2 𝑥 −6 −2 2 6
Variations de 𝑓 3 3
−3 −3
Exercice B6 : 𝑥 −15 −7 −3 8 15 21 22
Variations de 𝑓 4 7 3
0 0
2 −3
Signe de 𝑓(𝑥) + − + a)
b) 𝑆 = [−15; 8] ∪ [21; 22]
Exercice B7 :
1) a) Le domaine de définition 𝐷‡ de 𝑔 est [−1; 6]. V F
b) L’image de 0 par 𝑔 est 4. V F
c) 2,5 n’a pas d’image. V F
d) −3 < 𝑔(6) < −1. V F
e) L’équation 𝑔(𝑥) = 7 admet pour ensemble-solution 𝑆 = ∅ V F
f) L’équation 𝑔(𝑥) = 0 admet une unique solution. V F
2)
Exercice B8 :
Appelons 𝑚 ce coefficient directeur : 𝑚 =‘(=)j‘(?)=j? = „j;=j?=j?r = −2 Exercice B9 :
𝑔 est de la forme 𝑔(𝑥) = 𝑚𝑥 + 𝑝.
Or 𝑚 =‡(m)j‡(?)mj? = xjdr =dr =5? donc 𝑔(𝑥) =5?𝑥 + 𝑝
De plus, 𝑔(3) = 4 donc 5?× 3 + 𝑝 = 4 ⟺ 2 + 𝑝 = 3 ⟺ 𝑝 = 3 − 2 = 1 donc 𝑔(𝑥) =5?𝑥 + 1 Exercice B10 :
Exercice B11 :
Sur le 1er repère : la fonction bleue a pour expression 𝑥 ⟼ −2𝑥 − 1, la fonction jaune 𝑥 ⟼ −𝑥 + 1 et la fonction rouge 𝑥 ⟼ 𝑥 + 2
Sur le 2ème repère : la fonction bleue a pour expression 𝑥 ⟼ ;5𝑥 − 3, la fonction jaune 𝑥 ⟼;?𝑥 + 1, la fonction rouge 𝑥 ⟼ −4 et la fonction verte 𝑥 ⟼ −2𝑥 + 3
Partie C : géométrie
Exercice C1 :
a) 𝑢“⃗ = 𝐷𝐸“““““⃗ = 𝐹𝐺“““““⃗ = 𝐾𝐽““““⃗ = 𝐻𝐼““““⃗ et 𝑣⃗ = 𝐻𝐺““““““⃗ = 𝐺𝐽““““⃗ = 𝐹𝐾“““““⃗.
b) 𝑃 et 𝑀 tels que 𝐺𝑃“““““⃗ = 𝑢“⃗ et 𝐶𝑀““““““⃗ = 𝑣⃗. c) 𝑁 tel que 𝐷𝑁““““““⃗ = 𝑢“⃗ + 𝑣⃗. d) 𝑂 tel que 𝐸𝑂“““““⃗ = 𝑢“⃗ − 𝑣⃗
Exercice C2 : grâce à la relation de Chasles et à la figure :
1) 𝐴𝐸“““““⃗ + 𝐸𝑂“““““⃗ = 𝐴𝑂“““““⃗ 2) 𝐴𝐷“““““⃗ + 𝐴𝐵“““““⃗ = 𝐴𝐵“““““⃗ + 𝐵𝐶“““““⃗ = 𝐴𝐶“““““⃗
3) 𝐴𝑂“““““⃗ + 𝐹𝐶“““““⃗ = 𝐴𝑂“““““⃗ + 𝑂𝐵“““““⃗ = 𝐴𝐵“““““⃗ 4) 𝐵𝐷““““““⃗ − 𝐵𝐶“““““⃗ = 𝐵𝐷““““““⃗ + 𝐶𝐵“““““⃗ = 𝐶𝐵“““““⃗ + 𝐵𝐷““““““⃗ = 𝐶𝐷“““““⃗
5) 𝐴𝐸“““““⃗ + 𝑂𝐹“““““⃗ + 𝐷𝑂““““““⃗ = 𝐴𝐸“““““⃗ + 𝐷𝑂““““““⃗ + 𝑂𝐹“““““⃗ = 𝐴𝐸“““““⃗ + 𝐷𝐹“““““⃗ = 𝐴𝐸“““““⃗ + 𝐸𝐵“““““⃗ = 𝐴𝐵“““““⃗
6) 𝑂𝐶“““““⃗ + 𝐵𝐴“““““⃗ − 𝑂𝐹“““““⃗ = 𝑂𝐶“““““⃗ + 𝐵𝐴“““““⃗ + 𝐹𝑂“““““⃗ = 𝐹𝑂“““““⃗ + 𝑂𝐶“““““⃗ + 𝐵𝐴“““““⃗ = 𝐹𝐶“““““⃗ + 𝐵𝐴“““““⃗ = 𝐹𝐶“““““⃗ + 𝐶𝐷“““““⃗ = 𝐹𝐷“““““⃗
7) 𝐴𝐵“““““⃗ + 𝐶𝐷“““““⃗ = 𝐴𝐵“““““⃗ + 𝐵𝐴“““““⃗ = 𝐴𝐴“““““⃗ = 0“⃗
8) 𝐴𝐶“““““⃗ + 𝑂𝐴“““““⃗ + 𝐹𝐴“““““⃗ = 𝑂𝐴“““““⃗ + 𝐹𝐴“““““⃗ + 𝐴𝐶“““““⃗ = 𝑂𝐴“““““⃗ + 𝐹𝐶“““““⃗ = 𝑂𝐴“““““⃗ + 𝐴𝐸“““““⃗ = 𝑂𝐸“““““⃗
Exercice C3 :
a) 𝐴𝐵“““““⃗ + 𝐵𝑀““““““⃗ = 𝐴𝑀““““““⃗ b) 𝐷𝐶“““““⃗ + 𝐶𝐷“““““⃗ = 𝐷𝐷““““““⃗ = 0“⃗ c) 𝑀𝑃““““““⃗ + 𝐴𝑀““““““⃗ = 𝐴𝑀““““““⃗ + 𝑀𝑃““““““⃗ = 𝐴𝑃“““““⃗
d) 𝐴𝐵“““““⃗ − 𝑃𝐵“““““⃗ = 𝐴𝐵“““““⃗ + 𝐵𝑃“““““⃗ = 𝐴𝑃“““““⃗ e) 𝐷𝐶“““““⃗ − 𝐷𝐶“““““⃗ = 𝐷𝐶“““““⃗ + 𝐶𝐷“““““⃗ = 𝐷𝐷““““““⃗ = 0“⃗
f) −𝑆𝐾“““““⃗ + 𝑀𝐾“““““““⃗ = 𝐾𝑆“““““⃗ + 𝑀𝐾“““““““⃗ = 𝑀𝐾“““““““⃗ + 𝐾𝑆“““““⃗ = 𝑀𝑆““““““⃗
Exercice C4 :
a) 𝐼 :o˜™o5 š;›˜™›5 š> donc 𝐼(3,5; 3,5). De même : 𝐽(0; 0,5), 𝐾(−1; −2,5) et 𝐿(2,5; 0,5).
b) 𝐼𝐽“““⃗ :𝑥œ− 𝑥•
𝑦œ− 𝑦•> donc 𝐼𝐽“““⃗ :−3,5−3 >. De plus, 𝐿𝐾“““““⃗ :𝑥ž− 𝑥Ÿ
𝑦ž− 𝑦Ÿ> donc 𝐿𝐾“““““⃗ :−3,5−3 >.
Comme 𝐿𝐾“““““⃗ = 𝐼𝐽“““⃗, alors 𝐼𝐽𝐾𝐿 est un parallélogramme.
Exercice C5 : a) 𝐾𝐿“““““⃗ :𝑥Ÿ− 𝑥ž
𝑦Ÿ− 𝑦ž> donc 𝐾𝐿“““““⃗ :6
8>. De même : 𝐾𝑀“““““““⃗ : 9 12>.
Or 𝑑𝑒𝑡 S𝐾𝐿“““““⃗; 𝐾𝑀“““““““⃗U = 6 × 12 − 8 × 9 = 72 − 72 = 0 donc 𝐾𝐿“““““⃗ et 𝐾𝑀“““““““⃗ sont colinéaires.
b) Ainsi, les points 𝐾, 𝐿 et 𝑀 sont alignés.
c) On a toujours donc 𝐾𝐿“““““⃗ :68>. De plus, donc 𝑀𝑁“““““““⃗ :𝑥£− 𝑥¤
𝑦£− 𝑦¤> c’est-à-dire 𝑀𝑁“““““““⃗ :69>.
Comme 𝑒𝑡 S𝐾𝐿“““““⃗; 𝑀𝑁“““““““⃗U = 6 × 9 − 8 × 6 = 54 − 48 = 6 ≠ 0, 𝐾𝐿“““““⃗ et 𝑀𝑁“““““““⃗ ne sont pas colinéaires, ce qui implique que les droites (𝐾𝐿) et (𝑀𝑁) ne sont pas parallèles.
Exercice C6 :
a) 𝐺𝐻 = ¥(𝑥¦ − 𝑥§)5 + (𝑦¦ − 𝑦§)5 = ¥(5 − 3)5+ (2 − 3)5 = ¥25+ (−1)5 = √4 + 1 = √5.
b) 𝐻𝐼 = ¥(𝑥• − 𝑥¦)5 + (𝑦•− 𝑦¦)5 = ¥(0 − 5)5+ (−3 − 2)5 = ¥(−5)5+ (−5)5 = √25 + 25 = √50 𝐺𝐼 = ¥(𝑥•− 𝑥§)5+ (𝑦•− 𝑦§)5 = ¥(0 − 3)5+ (−3 − 3)5 = ¥(−3)5 + (−6)5 = √9 + 36 = √45 c) Dans le triangle 𝐺𝐻𝐼, on a :
• 𝐻𝐼5 = 50
• 𝐺𝐼5+ 𝐻𝐺5 = 5 + 45 = 50.
Comme 𝐻𝐼5 = 𝐻𝐺5 + 𝐺𝐼5, l’égalité de Pythagore est vérifiée donc le triangle 𝐺𝐻𝐼 est rectangle en 𝐺.
Exercice C7 : a) 𝐴𝐵“““““⃗ :𝑥©− 𝑥ª
𝑦©− 𝑦ª> donc 𝐴𝐵“““““⃗ : 1−2> et 𝐴𝐶“““““⃗ :36>
b) 𝐶𝐷“““““⃗ «𝑥¬− 4
𝑦¬ − 5- donc 𝐴𝐵“““““⃗ = 𝐶𝐷“““““⃗ ⟺ • 𝑥¬− 4 = 1
𝑦¬− 5 = −2 ⟺ • 𝑥¬ = 1 + 4 = 5
𝑦¬ = −2 + 5 = 3 donc 𝐷(5; 3).
Exercice C8 :
(𝑑;) est dirigée par 𝑢““““⃗ :1;
2>, (𝑑5) par 𝑢““““⃗ :05
1>, (𝑑?) par 𝑢““““⃗ :5?
2> et (𝑑d) par 𝑢““““⃗ : 3d
−1>.
Exercice C9 :
Exercice C10 : on considère la droite (∆) qui admet pour équation cartésienne 3𝑥 − 2𝑦 + 1 = 0 a) 𝑢“⃗ :−𝑏𝑎 > donc 𝑢“⃗ :23>
b) 3𝑥 − 2𝑦 + 1 = 0 ⟺ −2𝑦 = −3𝑥 − 1 ⟺ 𝑦 =?5𝑥 +;5
c) 3 × (−1) − 2 × (−1) + 1 = −3 + 2 + 1 = 0 donc 𝐴 ∈ (∆).
3 × 0 − 2 × :−;5> + 1 = 0 + 1 + 1 = 2 ≠ 0 donc 𝐵 ∉ (∆).
Exercice C11 :
𝑀(𝑥; 𝑦) ∈ (𝑑) ∩ (𝑑·) ⟺ • 𝑦 =;5𝑥 + 6 𝑦 = −3𝑥 − 1⟺ •
;
5𝑥 + 6 = −3𝑥 − 1 𝑦 = −3𝑥 − 1 ⟺ •
;
5𝑥 + 3𝑥 = −6 − 1 𝑦 = −3𝑥 − 1 ⟺ •
„
5𝑥 = −7
𝑦 = −3𝑥 − 1⟺ • 𝑥 = −7 ×5„= −2
𝑦 = −3 × (−2) − 1 = 6 − 1 = 5 Donc 𝑆 = {(−2; 5)} . Ainsi 𝑀(−2; 5)
Exercice C12 : déterminer une équation cartésienne de la droite (𝑑) passant par 𝑀(1; 3) dirigée par 𝑢“⃗ :−12 >.
𝑁(𝑥; 𝑦) ∈ (𝑑) ⟺ 𝑀𝑁“““““““⃗ «𝑥 − 1𝑦 − 3- et 𝑢“⃗ :−12 > colinéaires
⟺ det(𝑀𝑁“““““““⃗; 𝑢“⃗) = 0 ⟺ (𝑥 − 1) × 2 − (−1) × (𝑦 − 3) = 0 ⟺ (𝑥 − 1) × 2 − (−1) × (𝑦 − 3) = 0
⟺ 2𝑥 − 2 + 𝑦 − 3 = 0 ⟺ 2𝑥 + 𝑦 − 5 = 0