Annales CRPE · Mathématiques › 2026 · M2

Sujet CRPE 2026 Mathématiques · Groupement 2 : corrigé

Exercice 1 – Aires, calcul littéral, équations (7,5 points)Voir le corrigé ↓

Lors d'un conseil d'école, la communauté éducative décide de revoir l'aménagement de la cour et de sensibiliser les élèves au développement durable en mettant en place des espaces végétalisés au sein de l'école.

Les parties A, B et C sont indépendantes.

Partie A

La cour d'école est représentée ci-contre par le rectangle ABCD. Elle est composée de deux parties : l'une dédiée à un espace de jeux représenté par le polygone ABCGHI et l'autre à un potager représenté par le rectangle IHGD composé de deux carrés identiques EFGD et IHFE.

On donne \(\text{AI}=4\) m et \(\text{GC}=10\) m et on note \(x\) la longueur EI en mètre.

La figure ci-contre n'est pas à l'échelle.

Rectangle ABCD. En bas à gauche, le potager IHGD formé de deux carrés superposés IHFE et EFGD ; le reste, polygone ABCGHI, est l'espace de jeux.
A.1
Vérifier que l'expression développée et réduite de l'aire de l'espace de jeux en fonction du nombre \(x\) est : \(24x+40\).
A.2.a
On suppose que l'aire de l'espace de jeux est égale à \(94\) m². Calculer la valeur de \(x\) exprimée en mètre.
A.2.b
En déduire l'aire totale du rectangle ABCD en m².
A.3.a

Des élèves de CE2 souhaitent planter des fraisiers sur toute la surface représentée par le rectangle LMNP située à l'intérieur du potager. Les fraisiers sont d'abord plantés aux quatre sommets L, M, N et P puis suivant un maillage carré comme initié sur le schéma ci-contre.

On donne \(\text{LM}=185\) cm et \(\text{LP}=444\) cm.

Afin de faciliter le travail de plantation entre deux plants de fraisiers, l'enseignant souhaite construire une règle en bois d'une longueur entière de centimètre qui servira de gabarit. Cette règle aura une longueur supérieure à \(10\) cm.

Montrer que la longueur de cette règle doit être de \(37\) cm afin de respecter une distance égale entre chaque fraisier.

Rectangle LMNP grisé à l'intérieur du potager IHGD ; des croix (fraisiers) aux sommets et le long des côtés, selon un maillage carré.
A.3.b
En déduire le nombre de fraisiers que les élèves pourront planter.

Partie B

B.1.a
Le prix d'achat du plant de fraisier a subi une première augmentation de \(2\,\%\) puis une seconde augmentation de \(3\,\%\). Calculer le pourcentage d'augmentation globale après ces deux augmentations successives du prix du plant de fraisier. Donner le résultat exact sous la forme \(p\,\%\).
B.1.b
Sachant que le prix initial du plant de fraisier était de \(1\text{,}20\) €, calculer le prix après ces deux augmentations. Arrondir le résultat au centime d'euro.
B.2.a
Une estimation est réalisée sur la récolte de fraises à venir. Un neuvième de la masse des fraises ne pourra pas être consommé. Parmi les fraises restantes, un quart de la masse des fraises servira à la confection de confiture. Calculer la proportion de fraises consacrée à la confection de confiture. Donner le résultat sous la forme d'une fraction irréductible.
B.2.b
On suppose que \(3\) kilogrammes de fraises sont consacrés à la confection de confiture. Calculer la masse de la récolte initiale de fraises en kilogramme.

Partie C

Pour donner suite à un travail effectué lors de la semaine du goût, les enseignants de CP d'une école souhaitent faire de la confiture de fraises avec leurs élèves. Pour la cuisson des fraises, ils utilisent une grande bassine en cuivre.

On a représenté ci-contre la bassine de confiture sous la forme d'un grand cône de sommet S et de base le disque de rayon [OB] auquel on retire le petit cône de sommet S et de base le disque de rayon [AC].

On suppose que la droite (OB) est perpendiculaire à la droite (OS) et que la droite (OB) est parallèle à la droite (AC). Le diamètre du grand cône a pour longueur \(84\) cm. On donne \(\text{OC}=22\) cm et \(\text{CA}=18\text{,}9\) cm.

Grand cône de sommet S en bas, base de centre O et de rayon OB en haut ; un disque intermédiaire de centre C et de rayon CA coupe le cône ; O, C, S alignés sur l'axe, B, A, S alignés sur une génératrice.
C.1
Montrer que la longueur OS est égale à \(40\) cm.
C.2
Calculer la valeur exacte du volume du grand cône en cm³.
On rappelle que le volume d'un cône est donné par la formule \(\dfrac{\text{aire de la base}\times\text{hauteur}}{3}\).
C.3
Calculer la valeur du volume de la bassine de confiture arrondie au cm³. On donnera la valeur approchée en litre, arrondie au centilitre.
Voir le corrigé de l'exercice 1

A.1

Rectangle ABCD. En bas à gauche, le potager IHGD formé de deux carrés superposés IHFE et EFGD ; le reste, polygone ABCGHI, est l'espace de jeux.

Corrigé

Les carrés IHFE et EFGD ont pour côté \(x\) : \(\text{DG}=x\) et \(\text{ID}=2x\).

ABCD est un rectangle de longueur \(\text{DC}=x+10\) et de largeur \(\text{AD}=4+2x\).

Aire de l'espace de jeux = aire de ABCD − aire du potager :

\[(x+10)(2x+4)-2x^2=2x^2+4x+20x+40-2x^2=24x+40.\]

Pour comprendre en détail

1. Lire la figure
  • EI \(=x\) est le côté du carré IHFE ; les deux carrés sont identiques, donc tous leurs côtés valent \(x\).
  • Côté gauche : \(\text{AD}=\text{AI}+\text{IE}+\text{ED}=4+x+x=4+2x\).
  • Côté bas : \(\text{DC}=\text{DG}+\text{GC}=x+10\).
2. Décomposer l'aire

L'espace de jeux n'est pas un rectangle : il est plus simple de calculer « grand rectangle moins potager ». Le potager est formé de deux carrés d'aire \(x^2\), soit \(2x^2\).

3. Développer avec la double distributivité

\[(x+10)(2x+4)=x\times2x+x\times4+10\times2x+10\times4=2x^2+4x+20x+40=2x^2+24x+40\]

On retire \(2x^2\) : il reste \(24x+40\). Les termes en \(x^2\) se compensent, l'aire est donc une expression du premier degré.

Autre découpage (vérification)

On peut aussi découper l'espace de jeux en un rectangle du haut \((x+10)\times4\) et un rectangle de droite \(10\times2x\) : \(4x+40+20x=24x+40\) ✔

Erreurs fréquentes : prendre \(\text{AD}=4+x\) (oublier qu'il y a deux carrés empilés) ; retirer \(x^2\) au lieu de \(2x^2\) ; oublier un terme en développant.

A.2.a

Corrigé

\(24x+40=94\) donc \(24x=54\) et \(x=\dfrac{54}{24}=2\text{,}25\).

\(x=2\text{,}25\) m.

Pour comprendre en détail

Vérification

\(24\times2\text{,}25+40=54+40=94\) ✔. La valeur est positive, ce qui a un sens pour une longueur.

A.2.b

Corrigé

\(\text{DC}=10+2\text{,}25=12\text{,}25\) m et \(\text{AD}=4+2\times2\text{,}25=8\text{,}5\) m.

\(\mathcal{A}_{ABCD}=12\text{,}25\times8\text{,}5=104\text{,}125\) m².

Pour comprendre en détail

Deux façons de faire
  • Directement : \(12\text{,}25\times8\text{,}5=104\text{,}125\) m².
  • Par addition : aire de l'espace de jeux \(+\) aire du potager \(=94+2\times2\text{,}25^2=94+2\times5\text{,}0625=94+10\text{,}125=104\text{,}125\) m² ✔

Les deux calculs concordent, ce qui valide aussi la réponse à A.2.a.

A.3.a

Rectangle LMNP grisé à l'intérieur du potager IHGD ; des croix (fraisiers) aux sommets et le long des côtés, selon un maillage carré.

Corrigé

La longueur \(\ell\) de la règle (en cm) doit diviser à la fois \(185\) et \(444\).

\(185=5\times37\) et \(444=2^2\times3\times37\).

Les diviseurs communs à \(185\) et \(444\) sont \(1\) et \(37\). Comme \(\ell>10\), la règle mesure \(37\) cm.

Pour comprendre en détail

Pourquoi un diviseur commun ?

Les fraisiers sont aux quatre coins et régulièrement espacés de \(\ell\) cm sur un maillage carré. Sur le côté [LM], il faut un nombre entier d'intervalles : \(185\) doit être un multiple de \(\ell\). De même sur [LP] : \(444\) doit être un multiple de \(\ell\). Et c'est le même \(\ell\) dans les deux directions (maillage carré).

Étapes de la décomposition

\(444=2\times222=2\times2\times111=2\times2\times3\times37\) (\(111\) est divisible par \(3\) car \(1+1+1=3\)).

Seul le facteur \(37\) est commun : \(\text{PGCD}(185\,;444)=37\), et les diviseurs communs sont les diviseurs du PGCD.

Autre méthode : algorithme d'Euclide

\(444=2\times185+74\) ; \(185=2\times74+37\) ; \(74=2\times37+0\). Le dernier reste non nul est \(37\).

À retenir. « Partager deux longueurs en morceaux égaux de longueur entière, le plus grand possible » → PGCD. Ici la condition « supérieure à \(10\) cm » élimine la seule autre possibilité, \(1\) cm.
Attention : \(37\) est un nombre premier, on ne peut pas le décomposer davantage. Vérifiez-le : il n'est divisible ni par \(2\), \(3\), \(5\), ni \(7\) (et \(7^2>37\)).

A.3.b

Corrigé

\(185=5\times37\) : \(5\) intervalles sur la largeur, donc \(6\) fraisiers par rangée.

\(444=12\times37\) : \(12\) intervalles sur la longueur, donc \(13\) rangées.

\(6\times13=78\). Les élèves pourront planter 78 fraisiers.

Pour comprendre en détail

Le piège des intervalles

Sur un segment, quand on place des plants aux deux extrémités et à intervalles réguliers, il y a un plant de plus que d'intervalles (comme les piquets d'une clôture).

  • Largeur LM : \(185\div37=5\) intervalles → \(5+1=6\) fraisiers.
  • Longueur LP : \(444\div37=12\) intervalles → \(12+1=13\) fraisiers.
Comptage du maillage

Les fraisiers sont aux nœuds d'un quadrillage de \(6\) colonnes et \(13\) lignes : \(6\times13=78\) fraisiers.

Erreurs fréquentes : répondre \(5\times12=60\) (on compte les cases du quadrillage, pas les nœuds) ; ou ne compter que les fraisiers du pourtour.

B.1.a

Corrigé

Augmenter de \(2\,\%\) revient à multiplier par \(1\text{,}02\) ; augmenter de \(3\,\%\), par \(1\text{,}03\).

Coefficient global : \(1\text{,}02\times1\text{,}03=1\text{,}0506=1+\dfrac{5\text{,}06}{100}\).

L'augmentation globale est de \(5\text{,}06\,\%\).

Pour comprendre en détail

À retenir. Augmenter de \(t\,\%\) revient à multiplier par \(1+\dfrac{t}{100}\). Pour des évolutions successives, on multiplie les coefficients.
Pourquoi pas \(5\,\%\) ?

La seconde hausse de \(3\,\%\) s'applique au prix déjà augmenté, pas au prix initial. Avec un prix de \(100\) € : après \(+2\,\%\) on a \(102\) € ; \(3\,\%\) de \(102\) font \(3\text{,}06\) € ; on arrive à \(105\text{,}06\) €, soit \(+5\text{,}06\,\%\).

Erreur classique : additionner les pourcentages (\(2+3=5\,\%\)). L'écart (\(0\text{,}06\,\%\)) vient du « pourcentage du pourcentage » : \(0\text{,}02\times0\text{,}03=0\text{,}0006\).

B.1.b

Corrigé

\(1\text{,}20\times1\text{,}0506=1\text{,}26072\approx1\text{,}26\).

Le plant coûte environ \(1\text{,}26\) € après les deux augmentations.

Pour comprendre en détail

Vérification étape par étape

\(1\text{,}20\times1\text{,}02=1\text{,}224\) € puis \(1\text{,}224\times1\text{,}03=1\text{,}26072\) €.

Arrondi au centime : on regarde le chiffre des millièmes (\(0\)), on garde \(1\text{,}26\) €.

Attention : si l'on arrondit après la première hausse (\(1\text{,}22\) €), on obtient \(1\text{,}22\times1\text{,}03\approx1\text{,}2566\approx1\text{,}26\) € ici aussi, mais en général on n'arrondit qu'à la fin.

B.2.a

Corrigé

Fraises consommables : \(1-\dfrac19=\dfrac89\) de la récolte.

Confiture : \(\dfrac14\times\dfrac89=\dfrac{8}{36}=\dfrac29\).

\(\dfrac29\) de la récolte sert à la confiture.

Pour comprendre en détail

À retenir. Prendre une fraction d'une quantité, c'est multiplier : « \(\dfrac14\) de \(\dfrac89\) » \(=\dfrac14\times\dfrac89\).
Illustration avec une récolte de \(36\) kg

\(\dfrac19\) de \(36\) kg \(=4\) kg perdus ; il reste \(32\) kg ; un quart de \(32\) kg \(=8\) kg de confiture ; et \(\dfrac{8}{36}=\dfrac29\) ✔

Simplification

\(\dfrac{8}{36}=\dfrac{4\times2}{4\times9}=\dfrac29\), et \(\dfrac29\) est irréductible car \(2\) et \(9\) n'ont pas de diviseur commun autre que \(1\).

Erreur classique : calculer \(\dfrac14\) de la récolte totale (\(\dfrac14\)) ou faire \(\dfrac14-\dfrac19\). Le quart porte sur les fraises restantes.

B.2.b

Corrigé

Soit \(m\) la masse de la récolte (en kg) : \(\dfrac29\,m=3\) donc \(m=3\times\dfrac92=13\text{,}5\).

La récolte initiale est de \(13\text{,}5\) kg.

Pour comprendre en détail

Méthode « retour à l'unité » (accessible aux élèves)

\(\dfrac29\) de la récolte \(=3\) kg, donc \(\dfrac19\) de la récolte \(=1\text{,}5\) kg, et la récolte entière \(=9\times1\text{,}5=13\text{,}5\) kg.

Vérification

\(\dfrac19\times13\text{,}5=1\text{,}5\) kg perdus ; restent \(12\) kg ; un quart de \(12\) kg \(=3\) kg ✔

C.1

Grand cône de sommet S en bas, base de centre O et de rayon OB en haut ; un disque intermédiaire de centre C et de rayon CA coupe le cône ; O, C, S alignés sur l'axe, B, A, S alignés sur une génératrice.

Corrigé

Les points S, C, O d'une part et S, A, B d'autre part sont alignés, et (AC) \(\parallel\) (OB). D'après le théorème de Thalès :

\[\frac{\text{SC}}{\text{SO}}=\frac{\text{SA}}{\text{SB}}=\frac{\text{CA}}{\text{OB}}\]

Avec \(\text{OB}=84\div2=42\) cm et en posant \(\text{SC}=y\) : \(\dfrac{y}{y+22}=\dfrac{18\text{,}9}{42}=0\text{,}45\).

\(y=0\text{,}45\,(y+22)\Leftrightarrow 0\text{,}55\,y=9\text{,}9\Leftrightarrow y=18\).

Donc \(\text{OS}=\text{SC}+\text{CO}=18+22=40\) cm.

Pour comprendre en détail

1. Repérer la configuration

Les deux droites sécantes en S sont (SO) (l'axe du cône) et (SB) (une génératrice). Les droites (CA) et (OB) sont parallèles : c'est une configuration de Thalès « emboîtée », le petit triangle SCA étant une réduction du grand triangle SOB.

2. Données utiles
  • Le diamètre vaut \(84\) cm, donc le rayon \(\text{OB}=42\) cm.
  • On ne connaît ni SC ni SO, seulement leur différence \(\text{OC}=22\) cm : on pose une inconnue.
3. Résolution

\[\begin{aligned}\frac{y}{y+22}=\frac{18\text{,}9}{42}\;&\Longleftrightarrow\;42y=18\text{,}9\,(y+22)\\&\Longleftrightarrow\;42y-18\text{,}9y=415\text{,}8\\&\Longleftrightarrow\;23\text{,}1\,y=415\text{,}8\\&\Longleftrightarrow\;y=18\end{aligned}\]

Méthode plus rapide (coefficient de réduction)

Coefficient de réduction : \(k=\text{CA}\div\text{OB}=18\text{,}9\div42=0\text{,}45\).

Donc \(\text{SC}=0\text{,}45\,\text{SO}\) et \(\text{OC}=\text{SO}-\text{SC}=0\text{,}55\,\text{SO}=22\), d'où \(\text{SO}=22\div0\text{,}55=40\) cm.

Erreurs fréquentes : prendre \(\text{OB}=84\) (confusion diamètre/rayon) ; écrire \(\dfrac{\text{SC}}{\text{OC}}=\dfrac{\text{CA}}{\text{OB}}\) (OC n'est pas un côté du grand triangle : il faut SO).

C.2

Corrigé

\[V_{\text{grand}}=\frac{\pi\times\text{OB}^2\times\text{OS}}{3}=\frac{\pi\times42^2\times40}{3}=\frac{\pi\times1\text{ }764\times40}{3}=23\text{ }520\,\pi\ \text{cm}^3.\]

Pour comprendre en détail

Méthode
  • Aire de la base : \(\pi\times42^2=1\text{ }764\,\pi\) cm².
  • Hauteur : \(\text{OS}=40\) cm (perpendiculaire à la base, car (OB) \(\perp\) (OS)).
  • \(V=\dfrac{1\text{ }764\,\pi\times40}{3}=588\,\pi\times40=23\text{ }520\,\pi\) cm³.

Valeur approchée (pour se faire une idée) : \(23\text{ }520\,\pi\approx73\text{ }890\) cm³, soit environ \(74\) L.

À éviter : donner \(73\text{ }890\) cm³ alors qu'on demande la valeur exacte ; oublier de diviser par \(3\).

C.3

Corrigé

Petit cône : \(V_{\text{petit}}=\dfrac{\pi\times18\text{,}9^2\times18}{3}=2\text{ }143\text{,}26\,\pi\) cm³.

\(V_{\text{bassine}}=23\text{ }520\,\pi-2\text{ }143\text{,}26\,\pi=21\text{ }376\text{,}74\,\pi\approx67\text{ }157\) cm³.

Comme \(1\) L \(=1\) dm³ \(=1\text{ }000\) cm³ : \(V_{\text{bassine}}\approx67\text{,}16\) L.

Pour comprendre en détail

1. Le petit cône

Rayon \(\text{CA}=18\text{,}9\) cm, hauteur \(\text{SC}=18\) cm (trouvée en C.1) : \(V_{\text{petit}}=\dfrac{\pi\times357\text{,}21\times18}{3}=357\text{,}21\times6\,\pi=2\text{ }143\text{,}26\,\pi\) cm³.

2. Méthode astucieuse : la réduction
À retenir. Dans une réduction de coefficient \(k\), les longueurs sont multipliées par \(k\), les aires par \(k^2\), les volumes par \(k^3\).

Ici \(k=0\text{,}45\), donc \(V_{\text{petit}}=0\text{,}45^3\times23\text{ }520\,\pi=0\text{,}091125\times23\text{ }520\,\pi=2\text{ }143\text{,}26\,\pi\) ✔

3. Volume et conversion

\(21\text{ }376\text{,}74\,\pi\approx67\text{ }157\text{,}01\) cm³, arrondi au cm³ : \(67\text{ }157\) cm³.

\(1\) L \(=1\) dm³ \(=1\text{ }000\) cm³, donc \(67\text{ }157\) cm³ \(=67\text{,}157\) L \(\approx67\text{,}16\) L (au centilitre, c'est-à-dire au centième de litre).

Erreurs fréquentes : arrondir \(\pi\) trop tôt (\(3\text{,}14\) donne \(67\text{ }123\) cm³) ; diviser par \(100\) au lieu de \(1\text{ }000\) pour convertir des cm³ en litres.

📘 Revoir la méthode : fiches Pourcentages et proportionnalité · Calcul littéral et équations dans Les fiches magiques CRPE →

Exercice 2 – Tableur, vitesse, conversions de durées (3,5 points)Voir le corrigé ↓

Une équipe d'enseignants de cycle 3 utilise un tableur pour garder en mémoire les performances des élèves, pour la pratique de la course longue autour d'un stade. Voici la feuille récapitulative des courses effectuées par un élève :

Feuille de calcul. Colonnes : A date, B et C durée de course (minutes et secondes), D durée de course (secondes), E nombre de tours, F distance (mètres), G vitesse moyenne (m/s), H vitesse moyenne (km/h). Ligne 3 : 02-oct, 4 min 30 s, 270, 3 tours, 600 m. Ligne 4 : 04-oct, 5 min 32 s, 4 tours, 800 m. Ligne 5 : 09-oct, 6 min 13 s, 5 tours, 1000 m. Ligne 6 : 11-oct, 8 min 0 s, 6 tours, 1200 m.
1
Donner une formule qui peut être saisie dans la cellule D3 puis étirée vers le bas pour effectuer automatiquement le calcul de la durée de course en secondes.
2.a
Calculer la valeur de la cellule G3 arrondie au centième.
2.b
Calculer la valeur exacte de la cellule H3.
3
Un autre élève a effectué \(8\) tours à une vitesse moyenne de \(9\text{,}8\) km/h. Calculer la durée de la course réalisée par l'élève en l'exprimant en minute seconde arrondie à la seconde.
4.a

Le 11 octobre, dernier jour de l'entraînement, les enseignants ont relevé les vitesses moyennes, arrondies au centième, de chaque élève de cycle 3 dans ce tableau.

Vitesse (m/s)\(2\text{,}35\)\(2\text{,}4\)\(2\text{,}43\)\(2\text{,}5\)\(2\text{,}54\)\(2\text{,}67\)\(2\text{,}78\)\(2\text{,}9\)
Effectif\(2\)\(5\)\(8\)\(12\)\(13\)\(10\)\(7\)\(3\)

Calculer la vitesse moyenne en m/s réalisée par un élève de cycle 3 en précisant le calcul effectué.

4.b
Déterminer la médiane et en donner une interprétation dans le contexte de l'exercice.
Voir le corrigé de l'exercice 2

1

Corrigé

En D3 : =B3*60+C3

Pour comprendre en détail

Méthode

Une minute vaut \(60\) secondes : \(4\) min \(30\) s \(=4\times60+30=270\) s (c'est bien la valeur affichée en D3). Les minutes sont en B3, les secondes en C3, d'où =B3*60+C3.

En étirant, on obtient =B4*60+C4 (\(332\) s), =B5*60+C5 (\(373\) s), =B6*60+C6 (\(480\) s).

Erreurs fréquentes : =B3*100+C3 (les durées ne sont pas en base 10) ; =B3+C3/60 (on obtient des minutes, pas des secondes) ; oublier le signe =.

2.a

Corrigé

\(v=\dfrac{d}{t}=\dfrac{600}{270}=\dfrac{20}{9}\approx2\text{,}22\) m/s.

G3 affiche \(2\text{,}22\).

Pour comprendre en détail

À retenir. \(v=\dfrac{d}{t}\) : en m et en s, on obtient des m/s.

\(\dfrac{600}{270}=\dfrac{60}{27}=\dfrac{20}{9}=2\text{,}222\ldots\), arrondi au centième : \(2\text{,}22\) m/s. Dans le tableur, G3 contiendrait =F3/D3.

2.b

Corrigé

\(\dfrac{20}{9}\) m/s \(=\dfrac{20}{9}\times3\text{,}6\) km/h \(=\dfrac{72}{9}=8\) km/h.

H3 affiche \(8\).

Pour comprendre en détail

Pourquoi multiplier par \(3\text{,}6\) ?

\(1\) m/s, c'est \(1\) m en \(1\) s, donc \(3\text{ }600\) m en \(1\) h, soit \(3\text{,}6\) km/h.

Autre méthode : convertir distance et durée

\(d=600\) m \(=0\text{,}6\) km ; \(t=270\) s \(=\dfrac{270}{3\text{ }600}\) h \(=\dfrac{3}{40}\) h. Donc \(v=0\text{,}6\div\dfrac{3}{40}=0\text{,}6\times\dfrac{40}{3}=8\) km/h.

Attention : partir de l'arrondi \(2\text{,}22\) donne \(2\text{,}22\times3\text{,}6=7\text{,}992\), qui n'est pas la valeur exacte demandée.

3

Corrigé

D'après le tableau, \(3\) tours font \(600\) m : un tour mesure \(200\) m. \(8\) tours font \(1\text{ }600\) m \(=1\text{,}6\) km.

\(t=\dfrac{d}{v}=\dfrac{1\text{,}6}{9\text{,}8}\) h \(=\dfrac{8}{49}\) h \(=\dfrac{8}{49}\times3\text{ }600\) s \(\approx588\) s.

\(588=9\times60+48\). La course a duré environ 9 min 48 s.

Pour comprendre en détail

1. Longueur d'un tour

Toutes les lignes du tableau le confirment : \(600\div3=800\div4=1\text{ }000\div5=1\text{ }200\div6=200\) m. C'est une situation de proportionnalité.

2. Durée en heures, puis en secondes

\(t=\dfrac{1\text{,}6}{9\text{,}8}\) h \(\approx0\text{,}16327\) h. En secondes : \(\dfrac{1\text{,}6}{9\text{,}8}\times3\text{ }600\approx587\text{,}76\) s, arrondi à \(588\) s.

3. Conversion en min et s

\(588\div60=9\) reste \(48\) : \(588\) s \(=9\) min \(48\) s.

Autre méthode (en m/s)

\(9\text{,}8\) km/h \(=\dfrac{9\text{,}8}{3\text{,}6}\approx2\text{,}722\) m/s ; \(t=\dfrac{1\text{ }600}{9\text{,}8/3\text{,}6}=\dfrac{1\text{ }600\times3\text{,}6}{9\text{,}8}\approx587\text{,}76\) s.

Erreur classique : \(0\text{,}16327\) h ne vaut pas « \(16\) min \(33\) s » ! Une durée décimale en heures se convertit en multipliant par \(60\) (minutes) ou \(3\text{ }600\) (secondes).

4.a

Corrigé

\[\bar v=\frac{2\times2\text{,}35+5\times2\text{,}4+8\times2\text{,}43+12\times2\text{,}5+13\times2\text{,}54+10\times2\text{,}67+7\times2\text{,}78+3\times2\text{,}9}{2+5+8+12+13+10+7+3}=\frac{154\text{,}02}{60}=2\text{,}567\]

La vitesse moyenne est de \(2\text{,}567\) m/s (environ \(2\text{,}57\) m/s).

Pour comprendre en détail

Détail des produits
Vitesse2,352,42,432,52,542,672,782,9Total
Effectif2581213107360
Produit4,71219,443033,0226,719,468,7154,02

\(\bar v=\dfrac{154\text{,}02}{60}=2\text{,}567\) m/s.

Erreur classique : faire la moyenne des \(8\) vitesses sans tenir compte des effectifs (\(\dfrac{20\text{,}57}{8}\approx2\text{,}57\)) : ici le résultat est voisin par hasard, mais la méthode est fausse et serait sanctionnée.

4.b

Corrigé

Effectif total : \(60\). La médiane est la moyenne des \(30^\text{e}\) et \(31^\text{e}\) valeurs.

Vitesse (m/s)2,352,42,432,52,542,672,782,9
Effectifs cumulés croissants27152740505760

Les \(30^\text{e}\) et \(31^\text{e}\) valeurs valent \(2\text{,}54\) : la médiane est \(2\text{,}54\) m/s.

Interprétation : au moins la moitié des élèves a couru à une vitesse moyenne inférieure ou égale à \(2\text{,}54\) m/s, et au moins la moitié à une vitesse supérieure ou égale à \(2\text{,}54\) m/s.

Pour comprendre en détail

À retenir. La médiane partage la série rangée en deux groupes de même effectif. Pour un effectif \(N\) pair, c'est la moyenne des valeurs de rangs \(\dfrac N2\) et \(\dfrac N2+1\).
Lecture des effectifs cumulés

Jusqu'à \(2\text{,}5\) m/s, on a \(27\) élèves ; jusqu'à \(2\text{,}54\) m/s, on atteint \(40\) élèves. Les rangs \(28\) à \(40\) correspondent donc à \(2\text{,}54\) m/s, en particulier les rangs \(30\) et \(31\).

Comparaison moyenne / médiane

Moyenne \(\approx2\text{,}57\) m/s, médiane \(2\text{,}54\) m/s : les deux indicateurs sont proches, la série est assez équilibrée.

Erreurs fréquentes : prendre la valeur « du milieu du tableau » (entre \(2\text{,}5\) et \(2\text{,}54\)) sans tenir compte des effectifs ; donner le rang (\(30\text{,}5\)) au lieu de la valeur ; oublier l'interprétation, qui est explicitement demandée.

📘 Revoir la méthode : fiches Statistiques · Grandeurs et conversions dans Les fiches magiques CRPE →

Exercice 3 – Probabilités, dénombrement, multiples (3,5 points)Voir le corrigé ↓

Lors de séquences de mathématiques, des enseignants de CE2 utilisent régulièrement deux types de dés : le dé cubique à \(6\) faces et le dé tétraédrique à \(4\) faces, représentés ci-dessous :

Dé cubique
Ce dé cubique indique 1
Dé tétraédrique vert
Ce dé tétraédrique indique 3

Les parties A et B sont indépendantes.

Partie A

Lors d'une séance sur la numération, des enseignants de CE2 utilisent un jeu de plateau comportant deux dés : un dé cubique équilibré numéroté de \(1\) à \(6\) et un dé tétraédrique équilibré numéroté de \(1\) à \(4\). Les élèves lancent les deux dés et obtiennent un nombre constitué de deux chiffres : le dé cubique indiquant le chiffre des dizaines et le dé tétraédrique indiquant le chiffre des unités. Les élèves avancent leur pion du nombre de cases correspondant à ce nombre.

A.1
Donner le nombre d'issues de cette expérience aléatoire.
A.2.a
On considère les évènements suivants :
A : « Obtenir un nombre supérieur ou égal à \(30\) » ;
B : « Obtenir un multiple de \(3\) ».
Calculer la probabilité de l'évènement A. Donner la réponse sous la forme d'une fraction irréductible.
A.2.b
Calculer la probabilité de l'évènement B. Donner la réponse sous la forme d'une fraction irréductible.

Partie B

Au cours de l'année scolaire et afin de travailler sur la multiplication, les enseignants de CE2 reprennent les dés utilisés précédemment : le dé cubique numéroté de \(1\) à \(6\) et le dé tétraédrique numéroté de \(1\) à \(4\). Il n'y a plus de jeu de plateau, l'objectif est ici que les élèves calculent le produit des deux nombres obtenus après avoir effectué le lancer des deux dés.

B.1
Citer un évènement impossible lié à cette expérience aléatoire.
B.2
On considère l'évènement C : « Obtenir un nombre pair multiple de \(3\) ». Calculer la probabilité de l'évènement C. Donner la réponse sous la forme d'une fraction irréductible.
Voir le corrigé de l'exercice 3

A.1

Corrigé

On modélise par un tableau à double entrée :

dizaines \ unités1234
111121314
221222324
331323334
441424344
551525354
661626364

\(6\times4=24\) : il y a \(24\) issues, toutes équiprobables (dés équilibrés).

Pour comprendre en détail

Principe multiplicatif

Le dé cubique a \(6\) résultats possibles ; pour chacun, le dé tétraédrique en a \(4\). D'où \(6\times4=24\) issues.

Les \(24\) nombres obtenus sont tous différents (de \(11\) à \(64\)), et chacun a la même probabilité \(\dfrac1{24}\) car les dés sont équilibrés et indépendants.

Erreur classique : répondre \(6+4=10\) issues, ou compter les nombres de \(11\) à \(64\) (\(54\) nombres) alors que beaucoup sont impossibles (\(15\), \(20\), \(37\)…).

A.2.a

Corrigé

Les issues favorables sont les nombres dont le chiffre des dizaines est \(3\), \(4\), \(5\) ou \(6\) : \(4\times4=16\) issues.

\(P(A)=\dfrac{16}{24}=\dfrac23\).

Pour comprendre en détail

À retenir. En situation d'équiprobabilité : \(P(E)=\dfrac{\text{nombre d'issues favorables}}{\text{nombre total d'issues}}\).
Raisonnement plus direct

Seul le dé cubique compte : A est réalisé quand il donne \(3\), \(4\), \(5\) ou \(6\), soit \(4\) faces sur \(6\) : \(P(A)=\dfrac46=\dfrac23\) ✔

Simplification : \(\dfrac{16}{24}=\dfrac{8\times2}{8\times3}=\dfrac23\).

A.2.b

Corrigé

Multiples de \(3\) dans le tableau : \(12\), \(21\), \(24\), \(33\), \(42\), \(51\), \(54\), \(63\), soit \(8\) issues.

\(P(B)=\dfrac{8}{24}=\dfrac13\).

Pour comprendre en détail

Critère de divisibilité par 3 : un nombre est divisible par \(3\) si et seulement si la somme de ses chiffres l'est.
Recherche systématique

Pour chaque dizaine \(d\), on cherche les unités \(u\in\{1,2,3,4\}\) telles que \(d+u\) soit multiple de \(3\) :

  • \(d=1\) : \(u=2\) → \(12\)
  • \(d=2\) : \(u=1\) ou \(4\) → \(21\), \(24\)
  • \(d=3\) : \(u=3\) → \(33\)
  • \(d=4\) : \(u=2\) → \(42\)
  • \(d=5\) : \(u=1\) ou \(4\) → \(51\), \(54\)
  • \(d=6\) : \(u=3\) → \(63\)

Total : \(8\) issues favorables, \(P(B)=\dfrac{8}{24}=\dfrac13\).

Attention : \(30\), \(36\), \(45\), \(60\)… sont des multiples de \(3\) mais ne peuvent pas sortir (le dé tétraédrique ne porte ni \(0\), ni \(5\), ni \(6\)).

B.1

Corrigé

Table des produits :

dé cubique \ dé tétraédrique1234
11234
22468
336912
4481216
55101520
66121824

Par exemple, « obtenir \(7\) » est un évènement impossible (de même que « obtenir \(0\) », « obtenir un nombre supérieur à \(24\) » ou « obtenir \(11\) »).

Pour comprendre en détail

À retenir. Un évènement impossible est un évènement qui ne contient aucune issue : sa probabilité est \(0\).
Produits possibles

Les valeurs atteintes sont : \(1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 12, 15, 16, 18, 20, 24\). Tout autre nombre fournit un évènement impossible : \(7\), \(11\), \(13\), \(14\), \(17\)…

Justification pour \(7\) : \(7\) est premier, il ne peut s'écrire que \(1\times7\) ou \(7\times1\), et aucun dé ne porte le \(7\).

À éviter : citer un évènement seulement « peu probable » (par exemple « obtenir \(24\) », qui n'a qu'une issue mais reste possible).

B.2

Corrigé

Les produits pairs et multiples de \(3\) sont les multiples de \(6\) : \(2\times3\), \(3\times2\), \(3\times4\), \(4\times3\), \(6\times1\), \(6\times2\), \(6\times3\), \(6\times4\), soit \(8\) issues.

\(P(C)=\dfrac{8}{24}=\dfrac13\).

Pour comprendre en détail

Pourquoi « pair et multiple de 3 » = « multiple de 6 » ?

\(2\) et \(3\) sont premiers entre eux : un nombre divisible par \(2\) et par \(3\) est divisible par \(2\times3=6\).

Comptage ligne par ligne (dé cubique)
  • \(1\) : produits \(1,2,3,4\) → aucun
  • \(2\) : \(2,4,6,8\) → \(6\)
  • \(3\) : \(3,6,9,12\) → \(6\), \(12\)
  • \(4\) : \(4,8,12,16\) → \(12\)
  • \(5\) : \(5,10,15,20\) → aucun
  • \(6\) : \(6,12,18,24\) → les quatre

\(0+1+2+1+0+4=8\) issues favorables sur \(24\) : \(P(C)=\dfrac13\).

Attention : on compte les issues (couples de faces), pas les valeurs distinctes du produit. La valeur \(6\) apparaît \(3\) fois (\(2\times3\), \(3\times2\), \(6\times1\)) et compte \(3\) fois.
S'entraîner sur le même thèmeNombres et arithmétique →Probabilités →

📘 Revoir la méthode : fiches Nombres et arithmétique · Probabilités dans Les fiches magiques CRPE →

Exercice 4 – Algorithmique, Scratch, triangle équilatéral (2 points)Voir le corrigé ↓

Voici un programme réalisé sur le logiciel Scratch à l'aide du bloc et du script ci-dessous. On rappelle que la commande « s'orienter à 90° » permet de s'orienter vers la droite.

Script : quand drapeau cliqué ; effacer tout ; relever le stylo ; aller à x: 0 y: 0 ; s'orienter à 90 ; stylo en position d'écriture ; répéter 6 fois [ Motif ; avancer de 30 pas (ligne 8) ] ; relever le stylo.
Script (la ligne 8 est « avancer de 30 pas »)
Bloc : définir Motif ; répéter 3 fois [ avancer de 30 pas ; tourner ↺ de 120 degrés ].
Bloc « Motif »
1
Parmi les trois figures ci-dessous, quelle est celle qui est construite par le programme ci-dessus ?
Figure 1 : six triangles espacés posés sur un long segment. Figure 2 : six triangles accolés. Figure 3 : six triangles séparés, sans segment entre eux.
2
Quelle modification doit-on apporter à la ligne 8 du script pour obtenir la figure ci-dessous ?
Hexagone régulier découpé en six triangles équilatéraux ayant tous un sommet au centre.
Voir le corrigé de l'exercice 4

1

Corrigé

Le bloc Motif trace un triangle équilatéral de côté \(30\) pas (3 côtés, angle extérieur \(120°\)) et ramène le lutin à son point et à son orientation de départ.

Ensuite le lutin avance de \(30\) pas, stylo baissé : il arrive exactement à l'autre extrémité de la base du triangle qu'il vient de tracer.

Les \(6\) triangles sont donc accolés : c'est la figure 2.

Pour comprendre en détail

Simulation pas à pas
  1. Le lutin part de \((0\,;0)\), orienté vers la droite, stylo baissé.
  2. Motif : il avance de \(30\), tourne de \(120°\) à gauche, trois fois. Il trace un triangle équilatéral « au-dessus » de sa direction et revient en \((0\,;0)\) orienté vers la droite (\(3\times120°=360°\)).
  3. « avancer de 30 pas » : il repasse sur la base et arrive en \((30\,;0)\).
  4. Le triangle suivant part donc de \((30\,;0)\) : il est collé au premier. Etc. six fois.
Simulation du programme : à gauche, six triangles accolés (ligne 8 = avancer de 30 pas) ; à droite, un hexagone formé de six triangles (ligne 8 = tourner de 60 degrés).
Simulation du programme (point rouge = départ)
Pourquoi pas les autres ?
  • Figure 1 : il faudrait avancer de plus de \(30\) pas (espace entre les triangles), stylo baissé.
  • Figure 3 : triangles espacés sans trait entre eux, il faudrait relever le stylo pour avancer.
À retenir. Pour un polygone régulier à \(n\) côtés, la tortue tourne de \(\dfrac{360°}{n}\) à chaque sommet (angle extérieur), pas de l'angle intérieur : \(120°\) pour un triangle équilatéral, et non \(60°\).

2

Hexagone régulier découpé en six triangles équilatéraux ayant tous un sommet au centre.

Corrigé

Les \(6\) triangles ont tous un sommet au centre de l'hexagone : le lutin doit rester au point de départ et seulement changer d'orientation entre deux motifs.

Six rotations identiques doivent faire un tour complet : \(360°\div6=60°\).

On remplace « avancer de 30 pas » par « tourner ↺ de 60 degrés » (« tourner ↻ de 60 degrés » convient aussi).

Pour comprendre en détail

Interprétation géométrique

On passe d'un triangle au suivant par une rotation de centre le point de départ (le centre de l'hexagone) et d'angle \(60°\). Chaque triangle équilatéral a un angle de \(60°\) au centre, et \(6\times60°=360°\) : les triangles remplissent exactement le tour.

La simulation ci-dessus (à droite) confirme le résultat.

Erreurs fréquentes : tourner de \(120°\) (on ne trace que \(3\) triangles distincts, superposés deux fois) ; garder « avancer » et ajouter une rotation (les triangles ne partagent plus le centre).
S'entraîner sur le même thèmeGéométrie →Algorithmique et Scratch →

📘 Revoir la méthode : fiches Géométrie · Algorithmique et Scratch dans Les fiches magiques CRPE →

Exercice 5 – Pythagore, équation produit, nombres décimaux (3,5 points)Voir le corrigé ↓

Dire si ces affirmations sont vraies ou fausses en justifiant chacune des réponses. Une réponse sans justification ne sera pas prise en considération lors de la correction.

1
Soit un triangle NEF tel que \(\text{NE}=2\text{,}04\) m, \(\text{EF}=9\text{,}6\) dm et \(\text{NF}=180\) cm.
Affirmation 1 : Le triangle NEF est rectangle en F.
2
Affirmation 2 : \(6x^2-15x=0\) admet comme unique solution \(2\text{,}5\).
3
Affirmation 3 : \(\dfrac{147}{14}\) est un nombre décimal.
4
Affirmation 4 : pour tout entier relatif \(n\), \(2n^2+4n-16\) est un nombre pair.
5

Soit \(f\) la fonction définie sur \(\mathbb{R}\) par l'expression : \(f(x)=-2x+3\).

Affirmation 5 : La représentation graphique de la fonction \(f\) est la droite \(d\).

Repère avec une droite d décroissante passant par le point (0 ; 3) et coupant l'axe des abscisses au point (2 ; 0).
Voir le corrigé de l'exercice 5

1

Corrigé

En cm : \(\text{NE}=204\), \(\text{EF}=96\), \(\text{NF}=180\). Le plus grand côté est [NE], opposé à F.

\(\text{NE}^2=204^2=41\text{ }616\) et \(\text{EF}^2+\text{NF}^2=96^2+180^2=9\text{ }216+32\text{ }400=41\text{ }616\).

\(\text{NE}^2=\text{EF}^2+\text{NF}^2\) : d'après la réciproque du théorème de Pythagore, NEF est rectangle en F. L'affirmation 1 est vraie.

Pour comprendre en détail

1. Conversions

\(2\text{,}04\) m \(=204\) cm ; \(9\text{,}6\) dm \(=96\) cm ; \(180\) cm.

2. Réciproque de Pythagore
À retenir. Si, dans un triangle, le carré du plus grand côté est égal à la somme des carrés des deux autres, alors le triangle est rectangle, et l'angle droit est opposé au plus grand côté.

Le plus grand côté [NE] est opposé au sommet F : c'est bien en F que serait l'angle droit.

Astuce de calcul

\(96=12\times8\) ; \(180=12\times15\) ; \(204=12\times17\) : on reconnaît le triplet pythagoricien \((8\,;15\,;17)\) car \(64+225=289\).

À éviter : calculer sans convertir (\(2\text{,}04^2\) vs \(9\text{,}6^2+180^2\)) ; invoquer le théorème de Pythagore « direct » au lieu de sa réciproque.

2

Corrigé

\(6x^2-15x=0\Leftrightarrow3x(2x-5)=0\Leftrightarrow3x=0\) ou \(2x-5=0\Leftrightarrow x=0\) ou \(x=2\text{,}5\).

L'équation a deux solutions, \(0\) et \(2\text{,}5\). L'affirmation 2 est fausse.

Pour comprendre en détail

Règle du produit nul : un produit de facteurs est nul si et seulement si l'un au moins de ses facteurs est nul.
Contre-exemple suffisant

Il suffit de montrer que \(0\) est aussi solution : \(6\times0^2-15\times0=0\) ✔. Donc \(2\text{,}5\) n'est pas l'unique solution.

(\(2\text{,}5\) est bien solution : \(6\times6\text{,}25-15\times2\text{,}5=37\text{,}5-37\text{,}5=0\).)

Erreur classique : diviser les deux membres par \(x\) (« \(6x=15\) ») : c'est interdit sans savoir que \(x\ne0\), et on perd justement la solution \(x=0\).

3

Corrigé

\(\dfrac{147}{14}=\dfrac{3\times7\times7}{2\times7}=\dfrac{21}{2}=10\text{,}5\).

\(10\text{,}5=\dfrac{105}{10}\) est un nombre décimal. L'affirmation 3 est vraie.

Pour comprendre en détail

À retenir. Une fraction irréductible représente un nombre décimal si et seulement si son dénominateur n'a pas d'autres facteurs premiers que \(2\) et \(5\).

Ici \(\dfrac{21}{2}\) est irréductible et son dénominateur est \(2\) : c'est un décimal. On peut aussi écrire \(\dfrac{21}{2}=\dfrac{105}{10}\).

Piège : conclure trop vite « non décimal » à cause du facteur \(7\) dans \(14\). Il faut d'abord simplifier : le \(7\) disparaît.

4

Corrigé

\(2n^2+4n-16=2(n^2+2n-8)=2k\) avec \(k=n^2+2n-8\).

Comme \(n\) est un entier relatif, \(k\) est un entier relatif : \(2n^2+4n-16\) est un multiple de \(2\). L'affirmation 4 est vraie.

Pour comprendre en détail

Une preuve, pas des exemples

L'affirmation est « pour tout \(n\) » : tester quelques valeurs (\(n=0\) donne \(-16\), \(n=1\) donne \(-10\), \(n=3\) donne \(14\)) ne suffit pas à la démontrer. Il faut un raisonnement valable pour tous les \(n\) : la factorisation par \(2\).

Le point clé est que \(k=n^2+2n-8\) est un entier (sommes et produits d'entiers).

Rappel logique : pour montrer qu'une affirmation « pour tout » est fausse, un seul contre-exemple suffit ; pour montrer qu'elle est vraie, il faut une démonstration générale.

5

Repère avec une droite d décroissante passant par le point (0 ; 3) et coupant l'axe des abscisses au point (2 ; 0).

Corrigé

\(f\) est une fonction affine, sa représentation graphique est une droite.

\(f(2)=-2\times2+3=-1\) : la représentation de \(f\) passe par le point \((2\,;-1)\).

Or la droite \(d\) passe par le point \((2\,;0)\), pas par \((2\,;-1)\). L'affirmation 5 est fausse.

Pour comprendre en détail

Lecture graphique de \(d\)

\(d\) passe par \((0\,;3)\) et \((2\,;0)\). Son ordonnée à l'origine est \(3\) (comme \(f\)), mais son coefficient directeur est \(\dfrac{0-3}{2-0}=-1\text{,}5\), et non \(-2\). La droite \(d\) représente \(x\mapsto-1\text{,}5x+3\).

Autre point de contrôle

\(f(1)=1\) alors que \(d\) passe par \((1\,;1\text{,}5)\).

Piège : se contenter de vérifier l'ordonnée à l'origine (\(f(0)=3\), et \(d\) passe bien par \((0\,;3)\)). Un seul point commun ne suffit pas : deux droites distinctes peuvent se couper. Il faut trouver un point qui ne convient pas pour conclure « faux ».

📘 Revoir la méthode : fiches Calcul littéral et équations · Nombres et arithmétique dans Les fiches magiques CRPE →