Correction exo 3 Maths BAC S 2014 Centres Etrangers
Posted: 12 Jun 2014, 14:58
Question A-1-a
- $mathjax$f_1(0)=4\times 0^3-6\times 0^2+3\times 0=4\times 0-6\times 0+0=0+0=0$mathjax$
- $mathjax$f_1(1)=4\times 1^3-6\times 1^2+3\times 1=4\times 1-6\times 1+3=4-6+3=1$mathjax$
- f est une fonction polynomiale de degré 3 et donc continue sur [0;1].
- f est une fonction polynomiale de degré 3 et donc dérivable sur [0;1].$mathjax$f'_1(x)=4\times 3 x^2-6\times 2x+3=12x^2-12x+3=3(4x^2-4x+1)=3\left((2x)^2-2\times 2x+1\right)=3(2x-1)^2$mathjax$
donc$mathjax$\forall x\in [0;1], f'_1(x)\geq0$mathjax$et donc f1 est croissante sur [0;1].
Question A-1-b
Graphiquement,
$mathjax$f_1(x)\leqx$mathjax$
pour $mathjax$x\in [0,5;1]$mathjax$
.- Pour $mathjax$x\in [0,5;1]$mathjax$, il s'agit d'un éclaircissement.
- Et pour $mathjax$x\in [0;0,5]$mathjax$, il s'agit donc d'un assombrissement.
Question A-2-a
$mathjax$f'_2(x)=\frac{\left(1+(e-1)x\right)'}{1+(e-1)x}=\frac{e-1}{1+(e-1)x}$mathjax$
$mathjax$g'(x)=f'_2(x)-1=\frac{e-1}{1+(e-1)x}-1=\frac{e-1}{1+(e-1)x}-\frac{1+(e-1)x}{1+(e-1)x}=\frac{e-1-\left(1+(e-1)x\right)}{1+(e-1)x}=\frac{e-1-1-(e-1)x}{1+(e-1)x}=\frac{(e-2)-(e-1)x}{1+(e-1)x}$mathjax$
Question A-2-b
$mathjax$(e-2)-(e-1)x\geq0 \Leftrightarrow e-2\geq(e-1)x \Leftrightarrow (e-1)x\leqe-2 \Leftrightarrow x\leq\frac{e-2}{e-1}$mathjax$
car $mathjax$e-1>0$mathjax$
et $mathjax$\frac{e-2}{e-1}\approx 0,4$mathjax$
donc $mathjax$0<\frac{e-2}{e-1}<1$mathjax$
$mathjax$1+(e-1)x\geq0 \Leftrightarrow (e-1)x\geq-1 \Leftrightarrow x\geq-\frac{1}{e-1}$mathjax$
car $mathjax$e-1>0$mathjax$
et $mathjax$-\frac{1}{e-1}<0$mathjax$
g admet donc un maximum en
$mathjax$\frac{e-2}{e-1}$mathjax$
valant environ 0,12 d'après la calculatrice.Question A-2-c
g est continue comme différence et composée de fonctions continues et strictement croissante sur
$mathjax$I_1=\left[0;\frac{e-2}{e-1}\right]$mathjax$
et réalise donc une bijection vers $mathjax$g(I_1)=\left[g(0);g\left(\frac{e-2}{e-1}\right)\right]=\left[0;g\left(\frac{e-2}{e-1}\right)\right]$mathjax$
.Or,
$mathjax$0,05\in g(I_1)$mathjax$
Donc, d'après le théorème de la valeur intermédiaire, il existe un unique réel
$mathjax$\alpha \in I_1$mathjax$
tel que $mathjax$g(\alpha)=0,05$mathjax$
.De même, g est continue comme différence et composée de fonctions continues et strictement décroissante sur
$mathjax$I_2=\left[\frac{e-2}{e-1};1\right]$mathjax$
et réalise donc une bijection vers $mathjax$g(I_2)=\left[g(1);g\left(\frac{e-2}{e-1}\right)\right]=\left[0;g\left(\frac{e-2}{e-1}\right)\right]$mathjax$
.Or,
$mathjax$0,05\in g(I_2)$mathjax$
Donc, d'après le théorème de la valeur intermédiaire, il existe un unique réel
$mathjax$\beta \in I_1$mathjax$
tel que $mathjax$g(\beta)=0,05$mathjax$
.Donc
$mathjax$g(x)=0,05$mathjax$
admet deux solutions $mathjax$\alpha$mathjax$
et $mathjax$\beta$mathjax$
sur $mathjax$[0;1]$mathjax$
.Question B-1
L'algorithme s'articule autour d'une boucle pour faisant varier l'entier k de 0 à 100, et donc le réel x de 0 à 1 par pas de 0,01 (0 0,01 0,02 ... 0,99 1).
Le variable c étant incrémentée de 1 sous un certaine condition, il s'agit donc d'un compteur.
L'algorithme compte donc le nombre de valeurs de x testées vérifiant
$mathjax$\mid {f(x)-x}\mid\geq0,05$mathjax$
, condition de perception de la retouche de pixels.L'algorithme compte donc le nombre de pixels dont la retouche sera perceptible pour l'observateur.
Question B-2
Si l'on a répondu aux questions précédentes et qu'on en voit le lien, la réponse n'est pas bien difficile.
A défaut, on peut tenter une programmation sur calculatrice graphique, mais précisons que ce sera assez ardu ici.
L'algorithme compte donc le nombre de valeurs de x testées vérifiant
$mathjax$| {f_2(x)-x}|\geq0,05$mathjax$
, c'est-à-dire $mathjax$| {g(x)}|\geq0,05$mathjax$
.D'après A-2-b et A-2-c, c'est le cas pour
$mathjax$\alpha\leq x\leq\beta$mathjax$
.Or,
$mathjax$0,08<\alpha<0,09$mathjax$
et $mathjax$0,85<\beta<0,86$mathjax$
.Les valeurs de x testées incrémentant le compteur seront donc 0,09 0,10 0,11 ... 0,84 0,85.
Elles sont au nombre de
$mathjax$100(0,85-0,09)+1=77$mathjax$
qui sera notre réponse.