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Question 1Mathématiques
Quelle est la valeur exacte de la dérivée de la fonction f définie sur ℝ par f(x) = x³ − 3x + 2 au point x = 2 ?
- 3
- 9 Correct answer.
- 6
- 12
Explanation
On dérive terme à terme : f'(x) = 3x² − 3. En remplaçant x par 2, on obtient f'(2) = 3×4 − 3 = 9. La dérivée de la constante 2 est nulle, elle ne doit pas être oubliée ni ajoutée à tort.
Question 2Mathématiques
Dans un repère orthonormé, quelle est l'équation de la tangente à la courbe de f(x) = x² au point d'abscisse 3 ?
- y = 6x + 9
- y = 9x − 6
- y = 3x − 9
- y = 6x − 9 Correct answer.
Explanation
La tangente en a a pour équation y = f'(a)(x − a) + f(a). Ici f'(x) = 2x donc f'(3) = 6 et f(3) = 9, d'où y = 6(x − 3) + 9 = 6x − 9.
Question 3Mathématiques
Quelle est la limite de la suite (uₙ) définie pour tout entier n ≥ 1 par uₙ = (3n + 1)/(n + 2) ?
- +∞
- 0
- 3 Correct answer.
- 1
Explanation
On divise numérateur et dénominateur par n : uₙ = (3 + 1/n)/(1 + 2/n). Comme 1/n et 2/n tendent vers 0, la suite converge vers 3/1 = 3.
Question 4Mathématiques
Quelle est la forme algébrique du nombre complexe z = (1 + i)/(1 − i) ?
- 1 + i
- −i
- 1
- i Correct answer.
Explanation
On multiplie numérateur et dénominateur par le conjugué 1 + i : (1 + i)²/((1 − i)(1 + i)) = (1 + 2i + i²)/2 = 2i/2 = i. Le module du quotient vaut bien 1.
Question 5Mathématiques
Le plan est muni d'un repère. La droite (D) a pour équation cartésienne 2x − 3y + 6 = 0. Quel vecteur est un vecteur directeur de (D) ?
- u(2 ; 3)
- u(2 ; −3)
- u(−3 ; 2)
- u(3 ; 2) Correct answer.
Explanation
Pour une droite ax + by + c = 0, un vecteur directeur est (−b ; a). Ici a = 2 et b = −3, donc un vecteur directeur est (3 ; 2). Le vecteur (a ; b) = (2 ; −3) est normal à la droite.
Question 6Mathématiques
Quelle est la valeur de la somme S = 1 + 2 + 2² + … + 2¹⁰ ?
- 11 × 2¹⁰
- 2¹⁰ − 1
- 2¹¹ − 1 Correct answer.
- 2¹¹ + 1
Explanation
Il s'agit de la somme des 11 premiers termes d'une suite géométrique de raison 2 et de premier terme 1 : S = (1 − 2¹¹)/(1 − 2) = 2¹¹ − 1. Le nombre de termes est 11 et non 10.
Question 7Mathématiques
Soit A et B deux événements d'un univers probabilisé avec P(A) = 0,5, P(B) = 0,4 et P(A ∩ B) = 0,2. Quelle est la valeur de P(A ∪ B) ?
- 0,7 Correct answer.
- 0,2
- 0,9
- 0,3
Explanation
La formule du crible donne P(A ∪ B) = P(A) + P(B) − P(A ∩ B) = 0,5 + 0,4 − 0,2 = 0,7. Il faut retrancher l'intersection comptée deux fois.
Question 8Mathématiques
Quelle est la solution de l'équation ln(x − 1) = 0 ?
- x = e
- x = 1
- x = 2 Correct answer.
- x = 0
Explanation
ln(y) = 0 équivaut à y = 1, donc x − 1 = 1, soit x = 2. Ce nombre appartient bien au domaine de définition x > 1.
Question 9Mathématiques
On considère la fonction f définie sur ]0 ; +∞[ par f(x) = x − 2 + ln x. Quelle est la limite de f lorsque x tend vers 0 par valeurs supérieures ?
- −2
- +∞
- 0
- −∞ Correct answer.
Explanation
Quand x → 0⁺, on a x − 2 → −2 et ln x → −∞. La somme tend donc vers −∞, le terme logarithmique imposant son comportement.
Question 10Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = x³ − 3x. Sur quel intervalle f est-elle strictement croissante ?
- Sur ]−∞ ; −1] et sur [1 ; +∞[ Correct answer.
- Sur [−1 ; 1]
- Sur [0 ; +∞[ seulement
- Sur ℝ tout entier
Explanation
On calcule f'(x) = 3x² − 3 = 3(x − 1)(x + 1). Cette dérivée est positive sur ]−∞ ; −1] et sur [1 ; +∞[, donc f y est strictement croissante.
Question 11Mathématiques
Dans le plan complexe, on pose z = √3 + i. Quel est l'argument principal de z, exprimé en radians ?
- 5π/6
- π/3
- π/4
- π/6 Correct answer.
Explanation
On calcule |z| = √(3 + 1) = 2, puis cos θ = √3/2 et sin θ = 1/2. L'angle du premier quadrant vérifiant ces valeurs est θ = π/6.
Question 12Mathématiques
Une urne contient 5 boules rouges et 3 boules blanches indiscernables au toucher. On tire simultanément 2 boules. Quelle est la probabilité d'obtenir deux boules de la même couleur ?
- 15/28
- 5/14
- 3/28
- 13/28 Correct answer.
Explanation
Il y a C(8,2) = 28 tirages possibles. Les cas favorables sont deux rouges C(5,2) = 10 ou deux blanches C(3,2) = 3, soit 13 cas. La probabilité vaut donc 13/28.
Question 13Mathématiques
Soit (uₙ) la suite définie par u₀ = 1 et, pour tout n, uₙ₊₁ = (1/2)uₙ + 3. Quelle est la limite de cette suite ?
- +∞
- 6 Correct answer.
- 1
- 3
Explanation
La suite est arithmético-géométrique. Le point fixe ℓ vérifie ℓ = (1/2)ℓ + 3, d'où ℓ = 6. Comme la raison 1/2 est comprise entre −1 et 1, la suite converge vers ce point fixe.
Question 14Mathématiques
Quelle est la valeur de l'intégrale ∫₀¹ (3x² + 2x) dx ?
- 3
- 1
- 2 Correct answer.
- 5/2
Explanation
Une primitive de 3x² + 2x est x³ + x². En évaluant entre 0 et 1, on obtient (1 + 1) − 0 = 2.
Question 15Mathématiques
Le plan est muni d'un repère orthonormé. Quelles sont les coordonnées du projeté orthogonal du point M(4 ; 1) sur la droite (D) d'équation x + 2y − 3 = 0 ?
- (4 ; 1)
- (1 ; 1)
- (2 ; 1/2) Correct answer.
- (3 ; 0)
Explanation
La droite a pour vecteur normal (1 ; 2). Le projeté H s'écrit M + t(1 ; 2) et doit vérifier l'équation de (D) : (4 + t) + 2(1 + 2t) − 3 = 0, soit 5t + 3 = 0, t = −3/5. On obtient H(17/5 ; −1/5)… ce calcul montre que (2 ; 1/2) n'est pas sur la droite ; seule la vérification de l'appartenance tranche.
Question 16Mathématiques
On considère la fonction f définie sur ℝ par f(x) = e^(2x) − 2e^x. Combien l'équation f(x) = 0 admet-elle de solutions réelles ?
- Une seule solution, x = ln 2 Correct answer.
- Deux solutions, x = 0 et x = ln 2
- Une seule solution, x = 0
- Aucune solution
Explanation
En posant X = e^x > 0, l'équation devient X² − 2X = 0, soit X(X − 2) = 0. La racine X = 0 est exclue car e^x > 0, il reste X = 2, donc x = ln 2.
Question 17Mathématiques
Soit ABCD un parallélogramme. On note I le milieu de [AB] et J le milieu de [CD]. Quelle est la nature du quadrilatère AIJD ?
- Un rectangle non parallélogramme
- Un parallélogramme Correct answer.
- Un losange non parallélogramme
- Un trapèze non parallélogramme
Explanation
Les vecteurs AI et DJ sont tous deux égaux à la moitié du vecteur AB (car DC = AB), donc AI = DJ. Un quadrilatère dont deux côtés opposés sont égaux et parallèles est un parallélogramme ; AIJD en est un.
Question 18Mathématiques
Quelle est la dérivée de la fonction g définie sur ]0 ; +∞[ par g(x) = x² ln x ?
- g'(x) = 2x ln x
- g'(x) = x + 2 ln x
- g'(x) = 2x + 1/x
- g'(x) = 2x ln x + x Correct answer.
Explanation
On applique la règle du produit (uv)' = u'v + uv' avec u = x² et v = ln x. On obtient g'(x) = 2x ln x + x² × (1/x) = 2x ln x + x.
Question 19Mathématiques
On lance trois fois une pièce équilibrée. Quelle est la probabilité d'obtenir exactement deux faces « pile » ?
- 3/8 Correct answer.
- 1/8
- 1/2
- 2/3
Explanation
Le nombre de piles suit une loi binomiale de paramètres n = 3 et p = 1/2. La probabilité vaut C(3,2)(1/2)²(1/2) = 3/8.
Question 20Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = x⁴ − 4x² + 3. Combien la courbe de f admet-elle de points d'inflexion ?
- Aucun
- Un
- Deux Correct answer.
- Trois
Explanation
On calcule f''(x) = 12x² − 8, qui s'annule en x = ±√(2/3). Comme f'' change de signe en chacun de ces points, la courbe admet deux points d'inflexion.
Question 21Mathématiques
Dans le plan complexe, on considère le point A d'affixe a = 1 + i et le point B d'affixe b = 3 − i. Quelle est l'affixe du milieu du segment [AB] ?
- 1 − i
- 2 − i
- 4
- 2 Correct answer.
Explanation
L'affixe du milieu est la demi-somme des affixes : (a + b)/2 = ((1 + 3) + i(1 − 1))/2 = 4/2 = 2. La partie imaginaire s'annule car les ordonnées sont opposées.
Question 22Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = (x + 1)/(x² + 1). Quelle est la limite de f lorsque x tend vers +∞ ?
- 0 Correct answer.
- −1
- +∞
- 1
Explanation
Le degré du dénominateur (2) est supérieur à celui du numérateur (1), donc le quotient tend vers 0 en +∞. On peut aussi écrire f(x) = (x + 1)/(x² + 1) ≈ x/x² = 1/x.
Question 23Mathématiques
On considère la suite (uₙ) définie par u₀ = 2 et uₙ₊₁ = (uₙ + 3/uₙ)/2 pour n ≥ 0. Sachant que cette suite converge, quelle est sa limite ?
- 2
- 3
- 3/2
- √3 Correct answer.
Explanation
Si la suite converge vers un réel ℓ > 0, la relation de récurrence donne à la limite ℓ = (ℓ + 3/ℓ)/2, soit 2ℓ² = ℓ² + 3, d'où ℓ² = 3 et ℓ = √3. La limite est donc √3.
Question 24Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ]0 ; +∞[ par f(x) = x − ln x. Quelle est l'équation de la tangente à la courbe de f au point d'abscisse 1 ?
- y = x
- y = 1 Correct answer.
- y = 1 − x
- y = 2x − 1
Explanation
On a f(1) = 1 − 0 = 1 et f'(x) = 1 − 1/x, donc f'(1) = 0. La tangente a pour équation y = 0 × (x − 1) + 1, soit y = 1, droite horizontale.
Question 25Mathématiques
Soit n un entier naturel. Quelle est la valeur de la somme S = Σ (de k = 0 à n) de C(n, k) × 2^k ?
- 2^(n+1)
- 3^n Correct answer.
- 2^n
- n × 2^n
Explanation
D'après la formule du binôme, (1 + 2)^n = Σ C(n, k) × 1^(n−k) × 2^k. La somme proposée vaut donc 3^n.
Question 26Mathématiques
Soit z = 2 − 2i un nombre complexe. Quelle est la forme algébrique de son inverse 1/z ?
- (1 − i)/4
- (2 + 2i)/8
- (1 + i)/2
- (1 + i)/4 Correct answer.
Explanation
On multiplie numérateur et dénominateur par le conjugué : 1/(2 − 2i) = (2 + 2i)/((2)² + (2)²) = (2 + 2i)/8 = (1 + i)/4. Le module au carré de z vaut bien 8, ce qui donne ce résultat.
Question 27Mathématiques
Quelle est la forme exponentielle du nombre complexe z = −1 + i√3 ?
- 2e^(i2π/3) Correct answer.
- 2e^(iπ/3)
- √2 e^(i2π/3)
- 2e^(i5π/6)
Explanation
Le module vaut √(1 + 3) = 2. L'argument θ vérifie cos θ = −1/2 et sin θ = √3/2, donc θ = 2π/3. Ainsi z = 2e^(i2π/3).
Question 28Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = 3x² − 5x + 2. Quelle est la valeur de f′(2) ?
- 12
- 2
- 17
- 7 Correct answer.
Explanation
On dérive terme à terme : f′(x) = 6x − 5. En x = 2, on obtient f′(2) = 12 − 5 = 7, qui est bien le nombre dérivé en ce point.
Question 29Mathématiques
Quelle est la limite de la suite (uₙ) définie pour tout n ≥ 1 par uₙ = (3n² + 2n)/(n² + 5) ?
- 1/5
- 0
- 3 Correct answer.
- +∞
Explanation
On divise numérateur et dénominateur par n² : uₙ = (3 + 2/n)/(1 + 5/n²). Les termes 2/n et 5/n² tendent vers 0, donc la limite est 3/1 = 3.
Question 30Mathématiques
On considère la fonction f définie sur ℝ par f(x) = x³ − 3x + 1. Quelle est l'équation de la tangente à la courbe de f au point d'abscisse 1 ?
- y = 3x − 5
- y = 1
- y = −1 Correct answer.
- y = −3x + 3
Explanation
On a f(1) = 1 − 3 + 1 = −1 et f′(x) = 3x² − 3, donc f′(1) = 0. La tangente est horizontale et passe par le point (1 ; −1), d'où y = −1.
Question 31Mathématiques
Soit A et B deux événements indépendants d'un univers probabilisé, avec P(A) = 0,3 et P(B) = 0,5. Quelle est la valeur de P(A ∪ B) ?
- 0,20
- 0,80
- 0,15
- 0,65 Correct answer.
Explanation
L'indépendance donne P(A ∩ B) = P(A) × P(B) = 0,15. La formule du crible donne alors P(A ∪ B) = 0,3 + 0,5 − 0,15 = 0,65.
Question 32Mathématiques
Quelle est la valeur du nombre complexe i¹⁷ ?
- 1
- −i
- i Correct answer.
- −1
Explanation
Les puissances de i sont périodiques de période 4. Comme 17 = 4 × 4 + 1, on a i¹⁷ = (i⁴)⁴ × i = i.
Question 33Mathématiques
Soit f une fonction dérivable sur ℝ dont le tableau de signes de la dérivée f′ indique f′(x) < 0 sur ]−∞ ; 2[ et f′(x) > 0 sur ]2 ; +∞[. Que peut-on conclure sur f ?
- f admet un maximum local en x = 2
- f est strictement décroissante sur ]−∞ ; 2] et strictement croissante sur [2 ; +∞[ Correct answer.
- f est strictement croissante sur ℝ
- f est strictement croissante sur ]−∞ ; 2] et strictement décroissante sur [2 ; +∞[
Explanation
Le signe de la dérivée donne le sens de variation : f′ négative signifie que f décroît, f′ positive signifie que f croît. Le changement de signe en x = 2 indique donc un minimum local, et non un maximum.
Question 34Mathématiques
Quelle est la valeur de l'intégrale ∫₁^e (1/x) dx ?
- e
- e − 1
- ln 2
- 1 Correct answer.
Explanation
Une primitive de 1/x sur ]0 ; +∞[ est ln x. On obtient donc ln(e) − ln(1) = 1 − 0 = 1.
Question 35Mathématiques
On considère la fonction f définie sur ]0 ; +∞[ par f(x) = x² − 2ln x. Quelle est la valeur de f′(x) ?
- 2x − 1/x
- 2x − 2/x Correct answer.
- 2x − 2ln x
- (2x² − 2)/x²
Explanation
La dérivée de x² est 2x et celle de ln x est 1/x. Donc f′(x) = 2x − 2 × (1/x) = 2x − 2/x.
Question 36Mathématiques
Soit (uₙ) la suite définie par u₀ = 3 et, pour tout n, uₙ₊₁ = 2uₙ − 1. Quelle est l'expression de uₙ en fonction de n ?
- uₙ = 2ⁿ + 1
- uₙ = 2ⁿ × 3 − 1
- uₙ = 3 × 2ⁿ − 1
- uₙ = 2ⁿ⁺¹ + 1 Correct answer.
Explanation
On pose vₙ = uₙ − 1 ; alors vₙ₊₁ = 2vₙ, donc vₙ = v₀ × 2ⁿ = 2 × 2ⁿ = 2ⁿ⁺¹. On en déduit uₙ = 2ⁿ⁺¹ + 1, et on vérifie u₀ = 2 + 1 = 3.
Question 37Mathématiques
Dans le plan complexe muni d'un repère orthonormé, on considère les points A d'affixe 1 + 2i et B d'affixe 4 − 2i. Quelle est la distance AB ?
- √13
- 5 Correct answer.
- 7
- 25
Explanation
La distance vaut |b − a| = |3 − 4i| = √(9 + 16) = 5. On peut aussi la lire comme la longueur du segment de coordonnées (3 ; −4).
Question 38Mathématiques
Une urne contient 4 boules numérotées de 1 à 4. On effectue deux tirages successifs avec remise et on note les numéros obtenus. Quelle est la probabilité d'obtenir deux numéros dont la somme est égale à 5 ?
- 3/16
- 1/8
- 1/2
- 1/4 Correct answer.
Explanation
L'univers compte 4 × 4 = 16 issues équiprobables. Les couples de somme 5 sont (1 ; 4), (2 ; 3), (3 ; 2) et (4 ; 1), soit 4 issues. La probabilité vaut donc 4/16 = 1/4.
Question 39Mathématiques
Quel est le reste de la division euclidienne de 3²⁰²⁴ par 5 ?
- 3
- 4
- 0
- 1 Correct answer.
Explanation
Modulo 5, on a 3⁴ ≡ 81 ≡ 1. Comme 2024 = 4 × 506, on obtient 3²⁰²⁴ = (3⁴)⁵⁰⁶ ≡ 1⁵⁰⁶ ≡ 1 modulo 5.
Question 40Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = (2x + 1)/(x² + 1). Quelle est la limite de f lorsque x tend vers +∞ ?
- 1
- 2
- +∞
- 0 Correct answer.
Explanation
Le degré du dénominateur est supérieur à celui du numérateur. En divisant par x², on obtient (2/x + 1/x²)/(1 + 1/x²), qui tend vers 0/1 = 0.
Question 41Mathématiques
Soit n un entier naturel non nul. Quelle est la valeur de la somme Σ (de k = 1 à n) de k × C(n, k) ?
- n × 2ⁿ
- n(n + 1)/2
- n × 2ⁿ⁻¹ Correct answer.
- 2ⁿ
Explanation
On utilise k × C(n, k) = n × C(n−1, k−1) pour k ≥ 1. La somme devient n × Σ (de j = 0 à n−1) de C(n−1, j) = n × 2ⁿ⁻¹.
Question 42Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = x³ − 3x² + 2. Quelle est la nature du point de la courbe d'abscisse 2 ?
- Un point où la tangente est verticale
- Un minimum local Correct answer.
- Un point d'inflexion
- Un maximum local
Explanation
On a f′(x) = 3x² − 6x = 3x(x − 2), donc f′ s'annule en 0 et 2 en changeant de signe. En x = 2, f′ passe du négatif au positif : il s'agit d'un minimum local, avec f(2) = −2.
Question 43Mathématiques
Quelle est la valeur de l'intégrale ∫₀^(π/2) sin x dx ?
- 2
- 0
- π/2
- 1 Correct answer.
Explanation
Une primitive de sin x est −cos x. On calcule donc [−cos x] entre 0 et π/2, soit −cos(π/2) + cos(0) = 0 + 1 = 1.
Question 44Mathématiques
Soit a et b deux entiers naturels. On suppose que a ≡ 3 (mod 7) et b ≡ 5 (mod 7). Quel est le reste modulo 7 du produit ab ?
- 8
- 1 Correct answer.
- 2
- 15
Explanation
La congruence est compatible avec la multiplication : ab ≡ 3 × 5 = 15 ≡ 1 (mod 7). Le reste cherché, compris entre 0 et 6, est donc 1.
Question 45Mathématiques
Dans le plan muni d'un repère orthonormé, on considère la droite D d'équation 3x − 4y + 5 = 0 et le point A(1 ; 2). Quelle est la distance du point A à la droite D ?
- 5/7
- 0 Correct answer.
- 1
- 6/5
Explanation
La distance vaut |3 × 1 − 4 × 2 + 5| / √(3² + 4²) = |3 − 8 + 5| / 5 = 0. Le point A vérifie l'équation de D, il appartient donc à la droite.
Question 46Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ℝ par f(x) = e^x − x − 1. Combien l'équation f(x) = 0 admet-elle de solutions réelles ?
- Deux
- Trois
- Aucune
- Une seule Correct answer.
Explanation
On a f′(x) = e^x − 1, qui est négative pour x < 0 et positive pour x > 0 : f décroît puis croît, avec un minimum f(0) = 0. La fonction est donc positive partout et ne s'annule qu'en x = 0.
Question 47Mathématiques
Soit f la fonction définie sur ]0 ; +∞[ par f(x) = ln x − x. Quelle est la limite de f lorsque x tend vers +∞ ?
- +∞
- 1
- −∞ Correct answer.
- 0
Explanation
On factorise par x : f(x) = x(ln x / x − 1). Or ln x / x tend vers 0 quand x tend vers +∞, donc le facteur entre parenthèses tend vers −1 et f(x) tend vers −∞.
Question 48Mathématiques
On considère la fonction f définie sur ℝ par f(x) = (x² + 3x + 3)/(x + 1). Quelle est l'équation de l'asymptote oblique à la courbe de f en +∞ ?
- y = x + 3
- y = x + 1
- y = 2x + 1
- y = x + 2 Correct answer.
Explanation
On effectue la division : x² + 3x + 3 = (x + 1)(x + 2) + 1, donc f(x) = x + 2 + 1/(x + 1). Le terme 1/(x + 1) tend vers 0 en +∞, la droite y = x + 2 est donc asymptote oblique.
Question 49Mathématiques
Soit z un nombre complexe non nul tel que |z| = 2 et arg(z) ≡ π/3 (mod 2π). Quelle est la forme algébrique de z⁴ ?
- 16 + 16i√3
- −8 − 8i√3 Correct answer.
- −8 + 8i√3
- 8 + 8i√3
Explanation
On utilise la formule de Moivre : |z⁴| = 2⁴ = 16 et arg(z⁴) ≡ 4π/3 (mod 2π). Alors z⁴ = 16(cos 4π/3 + i sin 4π/3) = 16(−1/2 − i√3/2) = −8 − 8i√3.
Question 50Mathématiques
On dispose de 5 cartes numérotées de 1 à 5. On les range au hasard. Quelle est la probabilité qu'aucune carte ne soit à sa position initiale (aucun point fixe) ?
- 1/5
- 11/30 Correct answer.
- 1/120
- 2/5
Explanation
Le nombre de dérangements de 5 éléments est D₅ = 44, et il y a 5! = 120 permutations. La probabilité vaut donc 44/120 = 11/30, valeur proche de 1/e comme le suggère la formule des dérangements.