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Sujet CRPE 2021 Mathématiques · Groupement 1 : corrigé
Exercice 1 – Tableur, formules, coût (13 points)Voir le corrigé ↓
Première partie. Dans tout ce problème, on s'intéresse à la société AMP'OUL, qui fabrique des ampoules à diodes électroluminescentes. Le fabricant propose trois modèles :

Partie A : coût de fabrication
Pour trouver le coût total, ajoute au coût des 9 diodes le coût du support. Convertis d’abord les centimes en euros.
Une feuille de calcul a été produite pour calculer les coûts de fabrication des ampoules :

Quelle formule peut-on écrire dans la cellule D2 puis étirer vers le bas, pour calculer le coût de fabrication d'une ampoule du modèle correspondant ?
Pour calculer le coût de fabrication d’une ampoule, il faut additionner le coût total des diodes et le coût du support. Repère dans la feuille de calcul quelles colonnes contiennent le nombre de diodes et le coût du support.
Pour obtenir le coût total de production d’un modèle, il faut multiplier le coût de fabrication d’une ampoule de ce modèle par le nombre d’ampoules produites. Repère dans le tableau les colonnes qui donnent ces deux informations.
Pour chaque modèle, commence par calculer le coût de fabrication d’une ampoule : nombre de diodes × \(0\text{,}18\) € + coût du support. Multiplie ensuite ce coût unitaire par le nombre d’ampoules produites, puis additionne les montants des trois modèles.
Partie B : emballage
Pense à calculer le rayon du cylindre à partir de son diamètre. Vérifie aussi l’unité demandée : le résultat doit être donné en millimètres cubes.
Les ampoules sont conditionnées dans des boîtes en carton parallélépipédiques, puis stockées sur des palettes. L'entreprise choisit, pour ses trois types d'ampoules, des boîtes parallélépipédiques de dimensions L = 5 cm, l = 5 cm et h = 7 cm, au prix unitaire de 0,12 €.
La palette EURO vide possède des dimensions standards, soit L = 1 200 mm, l = 800 mm et h = 145 mm.

Montrer que le nombre maximum de boîtes d'ampoules sur un étage de palette est de 384.
Pense à convertir les dimensions de la palette en centimètres, puis choisis la face de la boîte qui occupe le moins de place au sol.
Convertis toutes les hauteurs en centimètres, puis traduis la condition « hauteur totale, palette comprise, ne dépasse pas 1,20 m » par une inéquation dont l’inconnue est le nombre d’étages.
Pense à utiliser le nombre de boîtes par palette trouvé précédemment \(5\text{ }760\), puis arrondis au nombre entier supérieur pour chaque modèle.
Pensez à additionner les quantités des trois modèles pour obtenir le nombre total d’ampoules à emballer, puis utilisez le coût des palettes déjà déterminé à la question B.2.c.
Partie C : coût de fonctionnement
L'entreprise AMP'OUL emploie treize personnes : 8 pour la chaîne de fabrication, 3 pour l'emballage et l'organisation des livraisons (dont les salaires sont identiques), 2 pour la comptabilité et la gestion (dont les salaires sont identiques). Les salaires nets suivants, en euros, ont été reçus par les salariés en février 2020 :
| Chaîne de fabrication | |||
|---|---|---|---|
| 1 938,36 | 1 488,11 | 1 994,38 | 2 048,37 |
| 2 192,48 | 1 998,93 | 1 539,45 | 1 948,37 |
| Emballage et organisation des livraisons | 1 864,37 | Comptabilité et gestion | 1 593,38 |
|---|
Repérez la plus grande et la plus petite valeur de la série des salaires, puis calculez leur différence.
Pense à lister les 13 salaires réels en répétant les salaires des postes identiques, puis à les ranger dans l’ordre croissant. La médiane sera la valeur qui partage cette série ordonnée en deux groupes de même effectif.
Pour calculer un salaire moyen, additionne tous les salaires perçus puis divise par le nombre total de salariés. Certains salaires étant identiques, tu peux compter ceux-ci avec leurs effectifs.
Identifiez le salaire net des salariés de l’emballage et de l’organisation des livraisons, puis remplacez cette valeur dans la formule donnée en respectant l’ordre des opérations.
Pour augmenter une grandeur de 3 %, on la multiplie par un coefficient multiplicateur supérieur à 1. Détermine ce coefficient puis applique-le au salaire.
Reprenez le salaire net après augmentation trouvé en C.5.a, puis appliquez la formule du coût global donnée dans l’énoncé.
Le coût global se déduit du salaire net par une multiplication. Que devient le coût global si le salaire net est multiplié par \(1\text{,}03\) ?
Partie D : transport et livraison
L'entreprise AMP'OUL travaille avec deux sociétés de livraison, qui lui proposent des tarifs adaptés à ses besoins.
| Société | Tarif par palette (€) | Frais de gestion (€) |
|---|---|---|
| Société A | 12 | 284 |
| Société B | 29 | 115 |
On définit les fonctions \(f\) et \(g\) par les expressions algébriques suivantes : \(f(x)=12x+284\) et \(g(x)=29x+115\). Ainsi, si \(x\) désigne un nombre de palettes alors \(f(x)\) et \(g(x)\) désignent respectivement le prix à payer pour la livraison de ces \(x\) palettes par les sociétés A et B. On a tracé les courbes correspondant à \(f\) et \(g\) dans le repère ci-dessous.

Pour identifier une droite, repérez son point de départ sur l’axe des ordonnées : calculez \(f(0)\) et \(g(0)\) puis comparez avec les ordonnées des points de départ des courbes.
Repère, pour \(x=6\) palettes, laquelle des deux droites est située le plus bas dans le repère, puis confirme par le calcul à l’aide des expressions de \(f(x)\) et \(g(x)\).
Repère sur le graphique l’abscisse du point d’intersection des deux droites. Compare ensuite, pour un nombre de palettes donné, les ordonnées des deux courbes : la société dont la courbe est en dessous est la plus économique.
Résous l’équation \(f(x)=g(x)\) en isolant \(x\). N’oublie pas que \(x\) désigne un nombre de palettes, donc un nombre entier : l’abscisse du point d’intersection n’est peut-être pas entière.
Voir le corrigé de l'exercice 1
A.1
Corrigé
Le coût des 9 diodes est \(9 \times 0\text{,}18 = 1\text{,}62\) €.
Le support coûte \(0\text{,}93\) €.
Le coût de fabrication d’une ampoule de modèle A est donc \(1\text{,}62 + 0\text{,}93 = 2\text{,}55\) €.
Pour comprendre en détail
On peut aussi vérifier en calculant en centimes puis en convertissant le total en euros.
A.2.a
Corrigé
La formule à saisir en D2 est : =0,18*B2+C2.
En effet, la colonne B contient le nombre de diodes (B2 pour le modèle A), la colonne C contient le coût du support en euros (C2 pour le modèle A) et chaque diode coûte 0,18 €. En étirant vers le bas, les références s’ajustent automatiquement : D3 contiendra =0,18*B3+C3, D4 contiendra =0,18*B4+C4, etc.
Pour comprendre en détail
On peut aussi écrire \(=B2 \times 0\text{,}18 + C2\) ; l’ordre de la multiplication n’a pas d’importance.
A.2.b
Corrigé
En F2, le coût total de production du modèle correspondant est le produit du coût de fabrication d’une ampoule, donné en colonne D, par le nombre de modèles produits, donné en colonne E. La formule à écrire en F2 est donc :=D2*E2
En étirant cette formule vers le bas, le tableur ajuste automatiquement les références : F3 contiendra =D3*E3 et F4 contiendra =D4*E4.Pour comprendre en détail
Ici, on utilise des références relatives (sans $) : en étirant la formule vers le bas, D2 devient D3 puis D4, et E2 devient E3 puis E4, ce qui correspond bien à chaque ligne du tableau.
Une vérification peut être faite avec la ligne 2 : le coût unitaire \(2\text{,}55\) € multiplié par \(19\text{ }000\) ampoules donne bien le coût total de production du modèle A, mais l’énoncé ne demande ici que la formule.
A.3
Corrigé
Le coût de fabrication d’une ampoule du modèle A est \(2\text{,}55\) € (question A.1).
Coût d’une ampoule du modèle B : \(25 \times 0\text{,}18 + 0\text{,}98 = 4\text{,}50 + 0\text{,}98 = 5\text{,}48\) €.
Coût d’une ampoule du modèle C : \(32 \times 0\text{,}18 + 1\text{,}12 = 5\text{,}76 + 1\text{,}12 = 6\text{,}88\) €.
Coût total de la commande DUPONT : \(19\text{ }000 \times 2\text{,}55 + 14\text{ }900 \times 5\text{,}48 + 3\text{ }094 \times 6\text{,}88 = 48\text{ }450 + 81\text{ }652 + 21\text{ }286\text{,}72 = 151\text{ }388\text{,}72\) €.
Le coût total de production de la commande « DUPONT » est donc de \(151\text{ }388\text{,}72\) €.
Pour comprendre en détail
On peut aussi vérifier le résultat en calculant séparément le coût total de toutes les diodes et celui de tous les supports, mais la méthode par modèle est plus directe ici.
B.1
Corrigé
Le modèle A est un cylindre de diamètre \(4\text{,}5\) cm, donc son rayon est \(r = \dfrac{4\text{,}5}{2} = 2\text{,}25\) cm et sa hauteur est \(h = 6\) cm.
L’aire de sa base est \(B = \pi r^2 = \pi \times 2\text{,}25^2\).
Le volume est donc :
\(V = B \times h = \pi \times 2\text{,}25^2 \times 6 = 30\text{,}375\pi\) cm³.
Soit \(V \approx 95\text{,}4259\) cm³.
Or \(1\) cm³ \(= 1\text{ }000\) mm³, donc \(V \approx 95\text{ }425\text{,}9\) mm³.
Arrondi au millimètre cube : \(V \approx 95\text{ }426\) mm³.
Le volume d’une ampoule de modèle A est donc d’environ \(95\text{ }426\) mm³.
Pour comprendre en détail
On applique la formule du volume d’un cylindre \(V = B \times h\), où \(B\) est l’aire de la base et \(h\) la hauteur.B.2.a

Corrigé
Pour ranger un maximum de boîtes sur un étage, on pose chaque boîte sur sa face carrée de \(5\ \text{cm} \times 5\ \text{cm}\), qui est la plus petite.
La palette mesure \(1\text{ }200\ \text{mm} = 120\ \text{cm}\) de longueur et \(800\ \text{mm} = 80\ \text{cm}\) de largeur.
Dans la longueur : \(120 \div 5 = 24\), donc 24 boîtes.
Dans la largeur : \(80 \div 5 = 16\), donc 16 boîtes.
Le nombre total de boîtes sur un étage est donc \(24 \times 16 = 384\).
Cette disposition remplit exactement la surface de la palette, donc le nombre maximum de boîtes sur un étage est bien 384.
Pour comprendre en détail
La boîte a pour dimensions \(5\ \text{cm} \times 5\ \text{cm} \times 7\ \text{cm}\). Posée sur sa face \(5\ \text{cm} \times 5\ \text{cm}\), elle occupe une aire de \(25\ \text{cm}^2\), ce qui est l’aire minimale possible. La palette a une aire de \(120 \times 80 = 9\text{ }600\ \text{cm}^2\), soit \(9\text{ }600 \div 25 = 384\) ; aucune disposition ne peut donc dépasser 384 boîtes.
B.2.b
Corrigé
La hauteur de la palette est \(145\ \text{mm}=14\text{,}5\ \text{cm}\).
Chaque étage de boîtes mesure \(7\ \text{cm}\).
La hauteur maximale totale est \(1\text{,}20\ \text{m}=120\ \text{cm}\).
Soit \(n\) le nombre d’étages. La hauteur totale chargée est \(14\text{,}5+7n\). On doit avoir :
\[14\text{,}5+7n \le 120\]
Donc \(7n \le 120-14\text{,}5=105\text{,}5\), puis \(n \le \dfrac{105\text{,}5}{7}\approx 15\text{,}07\).
Le nombre d’étages étant un entier, on peut positionner au maximum 15 étages de 384 boîtes.
Pour comprendre en détail
L’erreur fréquente est d’oublier la hauteur de la palette vide : on obtiendrait alors \(120 \div 7 \approx 17\text{,}14\), soit 17 étages, mais cela dépasserait la hauteur autorisée une fois la palette ajoutée.
B.2.c
Corrigé
Une palette contient \(15 \times 384 = 5\text{ }760\) boîtes. Pour le modèle A : \(\dfrac{19\text{ }000}{5\text{ }760} \approx 3\text{,}3\), donc 4 palettes sont nécessaires. Pour le modèle B : \(\dfrac{14\text{ }900}{5\text{ }760} \approx 2\text{,}6\), donc 3 palettes sont nécessaires. Pour le modèle C : \(3\text{ }094 < 5\text{ }760\), donc 1 palette est nécessaire. Nombre total de palettes : \(4 + 3 + 1 = 8\). Coût : \(8 \times 15 = 120\) €. Le coût en palettes pour la commande « DUPONT » est de \(120\) €.Pour comprendre en détail
L’arrondi se fait toujours à l’entier supérieur : par exemple \(3\text{,}3\) palette signifie qu’il faut 4 palettes, même si la dernière n’est pas pleine.
On peut vérifier : 4 palettes pour le modèle A offrent \(4 \times 5\text{ }760 = 23\text{ }040\) emplacements, ce qui couvre les \(19\text{ }000\) ampoules ; 3 palettes pour le modèle B en offrent \(17\text{ }280\), etc.
B.3
Corrigé
Nombre total d’ampoules à emballer : \(19\text{ }000 + 14\text{ }900 + 3\text{ }094 = 36\text{ }994\).
Chaque ampoule nécessite une boîte, donc il faut \(36\text{ }994\) boîtes.
Coût des boîtes : \(36\text{ }994 \times 0\text{,}12 = 4\text{ }439\text{,}28\) €.
D’après la question B.2.c, le coût des palettes nécessaires est de \(120\) €.
Coût total de l’emballage : \(4\text{ }439\text{,}28 + 120 = 4\text{ }559\text{,}28\) €.
Le coût total de l’emballage pour la commande « DUPONT » est donc \(4\text{ }559\text{,}28\) €.
Pour comprendre en détail
C.1
Corrigé
Le salaire maximum de la série est \(2\text{ }192\text{,}48\) € et le salaire minimum est \(1\text{ }488\text{,}11\) €.
L’étendue est la différence entre ces deux valeurs :
\(2\text{ }192\text{,}48 - 1\text{ }488\text{,}11 = 704\text{,}37\).
L’étendue de cette série est donc de \(704\text{,}37\) €.
Pour comprendre en détail
C.2
Corrigé
Il y a 13 salaires : les 8 de la chaîne de fabrication, les 3 de l’emballage (tous à 1 864,37 €) et les 2 de la comptabilité (tous à 1 593,38 €).
On range ces 13 valeurs en ordre croissant :
1 488,11 ; 1 539,45 ; 1 593,38 ; 1 593,38 ; 1 864,37 ; 1 864,37 ; 1 864,37 ; 1 938,36 ; 1 948,37 ; 1 994,38 ; 1 998,93 ; 2 048,37 ; 2 192,48.
L’effectif total, 13, est impair ; la médiane est donc la valeur de rang \(\dfrac{13+1}{2}=7\), c’est-à-dire la 7e valeur de la série ordonnée.
La 7e valeur est 1 864,37.
Le salaire médian est donc de 1 864,37 €.
Pour comprendre en détail
La principale difficulté est de reconstituer la série complète : l’énoncé indique que les trois salariés de l’emballage ont le même salaire et que les deux salariés de la comptabilité ont le même salaire. Il faut donc compter trois fois 1 864,37 € et deux fois 1 593,38 €, en plus des huit salaires de fabrication.C.3
Corrigé
Somme des salaires de la chaîne de fabrication :
\(1\text{ }938\text{,}36 + 1\text{ }488\text{,}11 + 1\text{ }994\text{,}38 + 2\text{ }048\text{,}37 + 2\text{ }192\text{,}48 + 1\text{ }998\text{,}93 + 1\text{ }539\text{,}45 + 1\text{ }948\text{,}37 = 15\text{ }148\text{,}45\) €.
Somme des salaires d’emballage et organisation des livraisons :
\(3 \times 1\text{ }864\text{,}37 = 5\text{ }593\text{,}11\) €.
Somme des salaires de comptabilité et gestion :
\(2 \times 1\text{ }593\text{,}38 = 3\text{ }186\text{,}76\) €.
Masse salariale totale :
\(15\text{ }148\text{,}45 + 5\text{ }593\text{,}11 + 3\text{ }186\text{,}76 = 23\text{ }928\text{,}32\) €.
Nombre total de salariés : \(8 + 3 + 2 = 13\).
Salaire moyen :
\(\dfrac{23\text{ }928\text{,}32}{13} = 1\text{ }840\text{,}64\) €.
Le salaire moyen dans cette entreprise est donc de \(1\text{ }840\text{,}64\) €.
Pour comprendre en détail
Ici, comme les salaires d’emballage et de comptabilité sont identiques, on utilise une multiplication par les effectifs \(3\) et \(2\) pour alléger le calcul, ce qui revient à additionner les salaires un par un.
C.4
Corrigé
Pour un salarié de l’emballage et de l’organisation des livraisons, le salaire net est \(1\text{ }864\text{,}37\) €.
On applique la formule :
\(\text{Coût global} = \dfrac{1\text{ }864\text{,}37}{0\text{,}78} \times 1\text{,}45\).
\(\dfrac{1\text{ }864\text{,}37}{0\text{,}78} \approx 2\text{ }390\text{,}22\) puis \(2\text{ }390\text{,}22 \times 1\text{,}45 \approx 3\text{ }465\text{,}82\).
Le coût global pour un salarié de l’emballage et de l’organisation des livraisons est d’environ \(3\text{ }465\text{,}82\) €.
Pour comprendre en détail
La formule donnée permet de passer du salaire net au coût global supporté par l’entreprise : diviser par \(0\text{,}78\) revient à retrouver le salaire brut avant cotisations salariales, puis multiplier par \(1\text{,}45\) ajoute les charges patronales.
Le résultat est arrondi au centime d’euro.
C.5.a
Corrigé
Une augmentation de 3 % revient à multiplier par le coefficient :
\(1+\dfrac{3}{100}=1\text{,}03\).
On a donc :
\(1\text{ }488\text{,}11 \times 1\text{,}03 = 1\text{ }532\text{,}7533\).
En arrondissant au centime d’euro : \(1\text{ }532\text{,}75\) €.
Le salaire net après augmentation est de \(1\text{ }532\text{,}75\) €.
Pour comprendre en détail
On aurait pu aussi calculer l’augmentation \(0\text{,}03 \times 1\text{ }488\text{,}11\) puis l’ajouter au salaire initial, mais le coefficient multiplicateur est plus direct.
C.5.b
Corrigé
Le salaire net après augmentation est : \(1\text{ }488\text{,}11 \times 1\text{,}03 = 1\text{ }532\text{,}7533\) €.
Coût global \(= \dfrac{1\text{ }532\text{,}7533}{0\text{,}78} \times 1\text{,}45 \approx 2\text{ }849\text{,}35\) €.
Le coût global de ce salaire après augmentation est donc d’environ \(2\text{ }849\text{,}35\) €.
Pour comprendre en détail
C.5.c
Corrigé
Coût global avant augmentation :
\(\dfrac{1\text{ }488\text{,}11}{0\text{,}78}\times 1\text{,}45 \approx 2\text{ }766\text{,}36\ \text{€}\).
Après une augmentation de \(3\ \%\), le salaire net est multiplié par \(1+\dfrac{3}{100}=1\text{,}03\).
Comme le coût global est proportionnel au salaire net, il est lui aussi multiplié par \(1\text{,}03\) :
\(c' = \dfrac{1\text{,}03 \times 1\text{ }488\text{,}11}{0\text{,}78}\times 1\text{,}45 = 1\text{,}03 \times 2\text{ }766\text{,}36 \approx 2\text{ }849\text{,}35\ \text{€}\).
Pourcentage d’augmentation du coût global :
\(\dfrac{2\text{ }849\text{,}35 - 2\text{ }766\text{,}36}{2\text{ }766\text{,}36}\times 100 \approx 3\text{,}00\ \%\).
Le coût global a donc augmenté de \(3\ \%\), comme le salaire net.
Pour comprendre en détail
D.1.a

Corrigé
On calcule l’image de 0 par chaque fonction :
- \(f(0)=12 \times 0+284=284\)
- \(g(0)=29 \times 0+115=115\)
La courbe qui passe par le point \((0\,; 284)\) est la courbe \(\mathcal{C}_1\), donc \(\mathcal{C}_1\) représente la fonction \(f\).
La courbe qui passe par le point \((0\,; 115)\) est la courbe \(\mathcal{C}_2\), donc \(\mathcal{C}_2\) représente la fonction \(g\).
Pour comprendre en détail
On peut aussi vérifier la cohérence avec le graphique : les deux droites se coupent environ à \(x=10\), ce qui est cohérent avec \(12x+284=29x+115\).
D.1.b
Corrigé
À l’abscisse 6, la droite \(C_2\) (société B) est située en dessous de la droite \(C_1\) (société A).
Par le calcul :
\(g(6)=29\times6+115=289\) € et \(f(6)=12\times6+284=356\) €.
Comme \(289 \lt 356\), la société B est la plus économique pour une commande de 6 palettes.
Pour comprendre en détail
La droite la plus basse correspond au tarif le moins cher pour un nombre de palettes donné. Les deux droites se coupent vers \(x\approx10\) ; pour \(x=6\), on est avant ce seuil, donc la société B est avantageuse.
D.1.c
Corrigé
Sur le graphique, la droite \(C_2\) est en dessous de \(C_1\) tant que le nombre de palettes \(x\) est inférieur à environ \(10\). Comme le nombre de palettes est un nombre entier, cela correspond à \(x \leqslant 9\).
Les deux droites se coupent pour une valeur de \(x\) comprise entre 9 et 10 (\(x \approx 9\text{,}94\)).
Ainsi :
- pour une commande de 1 à 9 palettes, la société B (courbe \(C_2\)) est la plus économique ;
- pour une commande de 10 palettes ou plus, la société A (courbe \(C_1\)) est la plus économique.
Au voisinage de 10 palettes, les coûts sont très proches.
Pour comprendre en détail
Le graphique donne une lecture approchée du point d’intersection : en résolvant \(12x+284=29x+115\), on trouve \(x=\dfrac{169}{17}\approx 9\text{,}94\). Comme le nombre de palettes est un entier, on ne peut pas avoir exactement \(9\text{,}94\) palettes ; on compare donc les coûts pour \(x=9\) et \(x=10\).
On vérifie : pour \(x=9\), \(f(9)=392\) € et \(g(9)=376\) €, donc B est moins chère ; pour \(x=10\), \(f(10)=404\) € et \(g(10)=405\) €, donc A est moins chère.
D.2
Corrigé
\[
\begin{aligned}
f(x)=g(x) &\Leftrightarrow 12x+284=29x+115 \\
&\Leftrightarrow 284-115=29x-12x \\
&\Leftrightarrow 169=17x \\
&\Leftrightarrow x=\frac{169}{17}\approx 9\text{,}94.
\end{aligned}
\]
Les prix sont donc égaux pour environ \(9\text{,}94\) palettes, ce qui ne correspond pas à un nombre entier de palettes. Pour un nombre entier de palettes :
- si \(x\leqslant 9\), alors \(x\lt 9\text{,}94\) donc \(g(x)\lt f(x)\) : la société B est plus économique ;
- si \(x\geqslant 10\), alors \(x\gt 9\text{,}94\) donc \(f(x)\lt g(x)\) : la société A est plus économique.
Conclusion : pour la commande, la société B est plus économique jusqu’à 9 palettes et la société A à partir de 10 palettes.
Pour comprendre en détail
Le graphique donnait une intersection voisine de \(10\) palettes ; le calcul permet de trancher précisément autour de cette valeur, car la commande est constituée d’un nombre entier de palettes.
📘 Revoir la méthode : fiches Pourcentages et proportionnalité · Calcul littéral et équations dans Les fiches magiques CRPE →
Exercice 2 – Probabilités, loi de probabilité, événementVoir le corrigé ↓
Deuxième partie (trois exercices indépendants). Rémi joue avec un dé truqué. Il sait qu'il a la même probabilité d'obtenir 1, 2, 3, 4 ou 5. Il sait également que la probabilité d'obtenir 6 est de \(\dfrac12\). Rémi lance le dé.
Note \(p\) la probabilité commune d’obtenir 1, 2, 3, 4 ou 5, et utilise le fait que la somme des probabilités de toutes les issues vaut 1.
Les issues possibles ne sont pas équiprobables. Identifie les faces qui réalisent l'événement « obtenir un nombre pair » et additionne leurs probabilités respectives.
« Strictement supérieur à 4 » regroupe les issues 5 et 6. Commence par calculer la probabilité de chaque face du dé truqué, puis compare la probabilité de cet événement avec celle d’un dé équilibré.
Pour obtenir 12 avec deux dés, quels résultats faut-il additionner ? Cherche d’abord la probabilité d’obtenir 6 sur chacun des deux dés.
Dresse la liste des couples (résultat du dé truqué, résultat du dé équilibré) dont la somme vaut 10, puis additionne leurs probabilités.
Voir le corrigé de l'exercice 2
1
Corrigé
Notons \(p\) la probabilité d’obtenir chacune des faces 1, 2, 3, 4 ou 5. La somme des probabilités de toutes les issues est 1, donc :
\(5p+\dfrac{1}{2}=1\), donc \(5p=\dfrac{1}{2}\), d’où \(p=\dfrac{1}{10}\).
La probabilité d’obtenir 3 est donc \(p\), soit \(\dfrac{1}{10}=0\text{,}1\).
Pour comprendre en détail
On peut aussi raisonner ainsi : la probabilité restante pour les faces 1 à 5 est \(1-\dfrac{1}{2}=\dfrac{1}{2}\), et comme ces cinq faces sont équiprobables, on divise cette probabilité par 5.
2
Corrigé
D'après la question précédente, \(P(1)=P(2)=P(3)=P(4)=P(5)=0\text{,}1\) et \(P(6)=0\text{,}5\).
L'événement « obtenir un nombre pair » est réalisé par les issues 2, 4 et 6.
La probabilité d'un événement est la somme des probabilités des issues qui le réalisent :
\(P(\text{nombre pair}) = P(2) + P(4) + P(6) = 0\text{,}1 + 0\text{,}1 + 0\text{,}5 = 0\text{,}7\).
La probabilité d'obtenir un nombre pair est donc \(0\text{,}7\).
Pour comprendre en détail
Autre méthode possible : utiliser l'événement contraire « obtenir un nombre impair » (1, 3 ou 5) dont la probabilité est \(0\text{,}1+0\text{,}1+0\text{,}1 = 0\text{,}3\), donc \(P(\text{pair}) = 1 - 0\text{,}3 = 0\text{,}7\).
3
Corrigé
L’événement « obtenir un résultat strictement supérieur à 4 » est constitué des issues 5 et 6.
Pour le dé truqué : la somme des probabilités vaut 1 et \(P(6)=\dfrac12\). Donc \(P(1)=P(2)=P(3)=P(4)=P(5)=\dfrac{1-\frac12}{5}=\dfrac{1}{10}=0\text{,}1\).
Donc \(P(\text{strictement supérieur à }4)=P(5)+P(6)=0\text{,}1+0\text{,}5=0\text{,}6\).
Pour un dé équilibré : \(P(\text{strictement supérieur à }4)=P(5)+P(6)=\dfrac16+\dfrac16=\dfrac26=\dfrac13 \approx 0\text{,}33\).
Comme \(0\text{,}6>\dfrac13\), Rémi a intérêt à utiliser le dé truqué.
Pour comprendre en détail
La clé est de commencer par déterminer les probabilités manquantes du dé truqué. On utilise le fait que la somme des probabilités de toutes les issues est toujours égale à 1.
Enfin, l’événement « strictement supérieur à 4 » contient deux issues : 5 et 6, pas uniquement 6.
4.a
Corrigé
La seule façon d’obtenir 12 avec deux dés est d’obtenir \(6+6\).
Les lancers des deux dés sont indépendants, donc :
\(P(\text{obtenir }12)=P(\text{6 sur le dé truqué}) \times P(\text{6 sur le dé équilibré}) = \dfrac12 \times \dfrac16 = \dfrac1{12}\).
La probabilité d’obtenir 12 est \(\dfrac1{12}\).
Pour comprendre en détail
4.b
Corrigé
La somme des probabilités du dé truqué vaut 1, donc \(P(1)=P(2)=P(3)=P(4)=P(5)=\dfrac{1}{10}\).
Les façons d’obtenir 10 sont \(4+6\), \(5+5\) et \(6+4\) (dé truqué + dé équilibré). Les lancers sont indépendants.
\(P(10)=\dfrac{1}{10}\times\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{10}\times\dfrac{1}{6}+\dfrac{1}{2}\times\dfrac{1}{6}\)
\(P(10)=\dfrac{0\text{,}1}{6}+\dfrac{0\text{,}1}{6}+\dfrac{0\text{,}5}{6}=\dfrac{0\text{,}7}{6}=\dfrac{7}{60}\).
La probabilité d’obtenir 10 est \(\dfrac{7}{60}\).
Pour comprendre en détail
Les deux dés sont lancés indépendamment : on multiplie donc les probabilités de chaque dé. Pour le dé équilibré, chaque issue a pour probabilité \(\dfrac{1}{6}\).
Ne pas oublier non plus le couple \(6+4\) en plus de \(4+6\), car les dés sont différents (truqué et équilibré).
📘 Revoir la méthode : fiches Probabilités dans Les fiches magiques CRPE →
Exercice 3 – Pyramide régulière, Pythagore, valeur exacteVoir le corrigé ↓
ABCDE est une pyramide régulière à base carrée ABCD telle que \(\text{EO}=\text{AC}\), O étant l'intersection des deux diagonales du carré ABCD. La longueur des côtés du carré ABCD est de 4 cm.
![Pyramide régulière ABCDE de base carrée ABCD (A à gauche, B en bas, C à droite, D au fond), de sommet E ; O est le centre du carré, pied de la hauteur [EO] tracée en pointillé.](/crpe-annales/2021-g1/fig/ex3_pyramide.png)
Commence par calculer la longueur de la diagonale \(AC\) du carré \(ABCD\) en utilisant le théorème de Pythagore dans le triangle rectangle \(ABC\). Puis exploite l’égalité \(EO=AC\) donnée par l’énoncé.
Pense à te placer dans le triangle AOE : il est rectangle en O. Tu connais AO (demi-diagonale du carré) et EO (question 1). Applique ensuite le théorème de Pythagore.
Pour construire le patron, commence par tracer la base carrée. Les quatre faces latérales sont des triangles isocèles dont tu connais déjà la base et la longueur des deux autres côtés grâce à la question 2.
Voir le corrigé de l'exercice 3
1
![Pyramide régulière ABCDE de base carrée ABCD (A à gauche, B en bas, C à droite, D au fond), de sommet E ; O est le centre du carré, pied de la hauteur [EO] tracée en pointillé.](/crpe-annales/2021-g1/fig/ex3_pyramide.png)
Corrigé
On sait que \(EO = AC\).
Dans le triangle \(ABC\) rectangle en \(B\), le théorème de Pythagore donne :
\(AC^2 = AB^2 + BC^2 = 4^2 + 4^2 = 32\).
Donc \(AC = \sqrt{32} = \sqrt{16 \times 2} = 4\sqrt{2}\) cm.
Comme \(EO = AC\), on obtient \(EO = 4\sqrt{2}\) cm.
La valeur exacte de \(EO\) est \(4\sqrt{2}\) cm.
Pour comprendre en détail
La diagonale d’un carré de côté \(c\) vaut toujours \(c\sqrt{2}\), ce qui permet un calcul direct. Ici, le théorème de Pythagore justifie ce résultat.
L’égalité \(EO = AC\) est une donnée inhabituelle de l’énoncé ; ce n’est pas une propriété générale des pyramides régulières, mais elle s’applique à cette situation précise.
2
Corrigé
D’après la question 1, \(EO = AC = 4\sqrt{2}\) cm.
Dans le carré ABCD de côté 4 cm, la diagonale \(AC = 4\sqrt{2}\) cm, donc \(AO = \dfrac{AC}{2} = 2\sqrt{2}\) cm.
La pyramide étant régulière, [EO] est la hauteur, donc le triangle AOE est rectangle en O.
D’après le théorème de Pythagore :
\(AE^2 = AO^2 + EO^2 = (2\sqrt{2})^2 + (4\sqrt{2})^2 = 8 + 32 = 40\).
Donc \(AE = \sqrt{40} = 2\sqrt{10}\) cm (valeur exacte).
Or \(\sqrt{40} \approx 6\text{,}3246\), donc l’arrondi au millimètre est \(6\text{,}3\) cm.
Pour comprendre en détail
L’arrondi au millimètre s’obtient en arrondissant \(6\text{,}3246\) cm au dixième de centimètre : on obtient \(6\text{,}3\) cm et non \(6\text{,}32\) cm, qui serait l’arrondi au centième.
3
Corrigé
Tracer un carré ABCD de 4 cm de côté.
Sur chaque côté du carré, construire un triangle isocèle ayant pour base ce côté (4 cm) et pour côtés égaux \(AE = 2\sqrt{10}\) cm, soit environ \(6\text{,}3\) cm.
Par exemple, pour le côté [AB] : tracer un arc de cercle de centre A et de rayon \(2\sqrt{10}\) cm, puis un arc de cercle de centre B et de rayon \(2\sqrt{10}\) cm ; leur intersection extérieure au carré est le sommet E. Relier E à A et E à B.
Répéter la construction pour les trois autres côtés, en plaçant les sommets à l'extérieur du carré.
On obtient ainsi un patron de la pyramide ABCDE en vraie grandeur.
Pour comprendre en détail
La pyramide est régulière à base carrée, donc ses quatre faces latérales sont des triangles isocèles superposables et les arêtes [AE], [BE], [CE] et [DE] ont la même longueur, trouvée à la question 2 : \(AE = 2\sqrt{10}\) cm, soit environ \(6\text{,}3\) cm.
La construction du patron repose sur le fait que chaque face latérale partage un côté de la base carrée et que les arêtes latérales se rejoignent au sommet E. En plaçant les triangles autour du carré, les arêtes latérales coïncident deux à deux lors du pliage.
Pour une construction précise, on peut reporter au compas la valeur exacte \(2\sqrt{10}\) cm si possible, sinon utiliser l'arrondi au millimètre \(6\text{,}3\) cm ; le tracé reste acceptable en vraie grandeur.
📘 Revoir la méthode : fiches Géométrie dans Les fiches magiques CRPE →
Exercice 4 – Scratch, programme de calcul, variablesVoir le corrigé ↓
Voici deux programmes de calcul écrits avec le logiciel Scratch :

Dans les deux programmes, le nombre entré par l'utilisateur est stocké dans la variable « réponse ».
Pars du nombre 5 et applique chaque bloc du programme A dans l’ordre, en réutilisant à chaque fois le résultat précédent.
Dans le programme B, le nombre entré est multiplié par 3 puis on ajoute −9. Remplace le nombre entré par 5.
Suis chaque programme étape par étape en partant de \(5\text{,}2\). Pour le programme A, commence par soustraire \(4\) ; pour le programme B, commence par multiplier par \(3\).
Traduis chaque programme par une expression littérale en prenant \(x\) comme nombre de départ, puis compare les expressions obtenues.
Traduis le programme B par une expression en fonction du nombre entré \(x\), puis résous l’équation pour que cette expression soit égale à \(14\).
Si \(n\) est le nombre entier entré, exprime le résultat du programme B en fonction de \(n\). Peux-tu ensuite écrire ce résultat sous la forme \(3 \times \text{un entier}\) ?
Voir le corrigé de l'exercice 4
1.a
Corrigé
Programme A avec le nombre 5 :
- \(5 - 4 = 1\) ;
- \(3 \times 1 = 3\) ;
- \(3 + 3 = 6\).
Le programme A affiche donc 6.
Pour comprendre en détail
La méthode consiste à suivre pas à pas la séquence des instructions en partant de la valeur entrée.
1.b
Corrigé
Programme B avec 5 : \(3 \times 5 = 15\) puis \(15 - 9 = 6\).
Le nombre obtenu avec le programme B est \(6\).
Pour comprendre en détail
Le programme B correspond à l'expression \(3x - 9\) : la variable prend d'abord la valeur \(3 \times \text{réponse}\), puis on lui ajoute \(-9\).
1.c
Corrigé
Pour le programme A, en entrant \(5\text{,}2\) :
\(5\text{,}2 - 4 = 1\text{,}2\) ;
\(1\text{,}2 \times 3 = 3\text{,}6\) ;
\(3\text{,}6 + 3 = 6\text{,}6\).
Pour le programme B, en entrant \(5\text{,}2\) :
\(3 \times 5\text{,}2 = 15\text{,}6\) ;
\(15\text{,}6 - 9 = 6\text{,}6\).
Les deux programmes donnent donc \(6\text{,}6\).
Pour comprendre en détail
1.d
Corrigé
Conjecture : les deux programmes donnent le même résultat quel que soit le nombre choisi.
Démonstration : soit \(x\) le nombre entré.
Programme A : \((x-4)\times 3 + 3 = 3x-12+3 = 3x-9\).
Programme B : \(3\times x - 9 = 3x-9\).
Les deux expressions sont identiques, donc la conjecture est validée.
Pour comprendre en détail
On utilise une variable \(x\) car les exemples des questions 1.a à 1.c ne prouvent rien pour tous les nombres.
2
Corrigé
Le programme B calcule \(3x-9\), où \(x\) est le nombre entré.
On cherche \(x\) tel que \(3x-9=14\).
\(3x=14+9=23\)
\(x=\dfrac{23}{3}\approx 7\text{,}67\).
Il faut donc entrer \(\dfrac{23}{3}\) (soit environ \(7\text{,}67\)) avec le programme B pour obtenir 14.
Pour comprendre en détail
On peut aussi remonter le programme à l’envers : partant de 14, on ajoute 9 puis on divise par 3, ce qui revient à la même résolution.
3
Corrigé
Soit \(x\) le nombre entier entré dans le programme B.
Le programme B calcule \(3x\), puis \(3x-9\).
Or \(3x-9=3(x-3)\).
Comme \(x\) est un entier, \(x-3\) est aussi un entier, donc \(3(x-3)\) est le produit de 3 par un entier : c'est un multiple de 3.
Ainsi, le résultat obtenu avec le programme B est divisible par 3 quel que soit le nombre entier entré.
Pour comprendre en détail
Ici, la factorisation par 3 permet de reconnaître un multiple de 3, c'est-à-dire un nombre divisible par 3.
📘 Revoir la méthode : fiches Calcul littéral et équations · Nombres et arithmétique dans Les fiches magiques CRPE →