Exercice 1 (4 points) — Partie A
L'agence de sûreté nucléaire ASNR contrôle les installations des centrales nucléaires afin de garantir leur sécurité et leur conformité. La fréquence des contrôles dépend de l'état du réacteur.
On considère que dans le parc nucléaire français :
- 20 % des réacteurs sont en arrêt pour maintenance ;
- 5 % des réacteurs fonctionnent au ralenti ;
- le reste des réacteurs du parc nucléaire est en état de fonctionnement normal.
On considère également que parmi les réacteurs en arrêt, 85 % sont contrôlés et que parmi les réacteurs fonctionnant au ralenti, 60 % sont contrôlés.
On choisit au hasard un réacteur dans le parc nucléaire français, et on note :
- \(A\) l'évènement « Le réacteur est en arrêt » ;
- \(R\) l'évènement « Le réacteur fonctionne au ralenti » ;
- \(N\) l'évènement « Le réacteur fonctionne normalement » ;
- \(C\) l'évènement « Le réacteur subit un contrôle ».
Pour un évènement quelconque \(E\), on désigne par \(\overline{E}\) son évènement contraire et par \(P(E)\) sa probabilité.
On note \(x\) la probabilité que le réacteur subisse un contrôle sachant qu'il fonctionne normalement, c'est-à-dire \(x = P_N(C)\).
- Recopier l'arbre des probabilités ci-contre en complétant les pointillés à l'aide des données de l'énoncé.
- Calculer la probabilité que le réacteur soit en arrêt et qu'il subisse un contrôle.
On sait de plus que la probabilité qu'un réacteur du parc nucléaire soit contrôlé est égale à \(0{,}35\).
- Montrer que la probabilité \(x\) est égale à \(0{,}2\).
- Le réacteur choisi subit un contrôle. Déterminer la probabilité qu'il fonctionne normalement.
Méthodes de cours
Exercice 2 (6 points) — Partie A
Un médicament est administré à un patient par voie intraveineuse.
La notice du médicament indique que :
- le traitement doit durer au moins 7 h ;
- lorsque sa quantité, en mg, présente dans le sang est supérieure ou égale à 3 mg, il y a un risque de toxicité.
On s'intéresse à la quantité de médicament présente dans le sang au cours du temps sachant que le patient reçoit une première dose de 1 mg.
Deux protocoles sont étudiés dans les deux parties qui sont indépendantes.
Partie A : étude du premier protocole
Après l'injection de la première dose, une quantité supplémentaire de médicament est administrée régulièrement et de façon continue à un patient mis sous perfusion.
Dans cette partie, on modélise la quantité de médicament présente dans le sang du patient par une fonction \(q\) définie sur \([0~;~+\infty[\), où \(q(t)\) désigne la quantité, en mg, de médicament présente dans le sang du patient, et \(t\) représente le temps, en heure, écoulé depuis l'injection initiale. On a ainsi \(q(0) = 1\).
On admet que :
- la fonction \(q\) est dérivable sur \([0~;+\infty[\) et on note \(q'\) sa fonction dérivée ;
- la fonction \(q\) est solution sur \([0~;+\infty[\) de l'équation différentielle \((E)\) : \[y' = -\frac{3}{10}y + 1\] où \(y\) est une fonction de la variable réelle \(t\), définie et dérivable sur l'intervalle \([0~;~+\infty[\), et \(y'\) sa fonction dérivée.
- Donner les solutions sur \([0~;~+\infty[\) de l'équation différentielle \((E)\).
- Montrer que pour tout réel \(t\) appartenant à \([0~;~+\infty[\), \(q(t) = \dfrac{10}{3} - \dfrac{7}{3}\mathrm{e}^{-\frac{3}{10}t}\).
- Déterminer la limite de la fonction \(q\) en \(+\infty\). Interpréter cette valeur dans le contexte de l'exercice.
- Étudier les variations de la fonction \(q\) sur \([0~;+\infty[\).
- Déterminer, en résolvant une inéquation, au bout de combien de temps après l'injection initiale le médicament présente un risque pour le patient. On donnera la valeur exacte puis une valeur approchée à \(10^{-1}\).
- D'après ce modèle, le protocole présente-t-il un risque pour le patient ? Justifier.
Méthodes de cours
Exercice 3 (4 points)
Pour chacune des affirmations suivantes, indiquer si elle est vraie ou fausse. Justifier la réponse donnée. Une réponse non justifiée ne rapporte aucun point.
L'espace est muni d'un repère orthonormé \(\left(\mathrm{O}~;~\vec{\imath},~\vec{\jmath},~\vec{k}\right)\).
On considère :
- les points \(\mathrm{S}(-1~;~\sqrt{2}~;-4)\), A\((2~;~\sqrt{2}~;~-1)\), B\((1~;~\sqrt{2}~;0)\) et C\((2~;~0~;-1)\) ;
- la droite \(d\) dont une représentation paramétrique est donnée par : \[\begin{cases} x = 2-k\\ y = \sqrt{2}\,k\\ z = -1-k \end{cases},\quad k \in \mathbb{R}~;\]
- le plan \(P\) dont une équation cartésienne est : \(x - z + 1 = 0\).
On admet que les points A, B et C ne sont pas alignés.
Affirmation 1 : Le vecteur \(\vec{\mathrm{SA}}\) est un vecteur normal au plan (ABC).
Affirmation 2 : Les droites (SB) et \(d\) sont sécantes.
Affirmation 3 : La droite \(d\) est parallèle au plan \(P\).
Affirmation 4 : Le projeté orthogonal de S sur le plan \(P\) est le point H de coordonnées \((-3~;~\sqrt{2}~;~-2)\).
Méthodes de cours
Exercice 4 (6 points) — Partie A
Partie A : lecture graphique
On considère une fonction \(f\) définie et deux fois dérivable sur l'intervalle \(\left]\dfrac{1}{2}~;~+\infty\right[\). On note \(f'\) sa fonction dérivée et \(f''\) sa fonction dérivée seconde.
On a tracé, dans un repère orthogonal, la courbe de la fonction \(f\), notée \(\mathcal{C}\), ainsi que la tangente \(T\) à \(\mathcal{C}\) au point A(1~;~0). On précise que \(T\) passe par le point B\((0~;~-2)\).
On répondra aux questions suivantes en les justifiant à l'aide du graphique.
- Déterminer \(f'(1)\).
- La fonction \(f\) est-elle concave sur \(\left]\dfrac{1}{2}~;+\infty\right[\) ?
- Déterminer \(f''(1)\).
Méthodes de cours
Comment utiliser ce guide : sélectionne un exercice en haut, lis l'énoncé complet, puis déroule progressivement les méthodes pour découvrir les stratégies sans voir la solution. Essaie de résoudre avant de consulter un corrigé.