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Correction Concours ENSA Maroc 2025 — Mathématiques

Correction — Concours ENSA Maroc 2025 — Mathématiques

Concours d’accès en 1ère année des ENSA Maroc

Session juillet 2025 — Épreuve de mathématiques — Durée : 1 h 30

Présentation

Cette page propose une correction pédagogique de l’épreuve de mathématiques du Concours ENSA Maroc 2025. Les questions sont corrigées une par une avec une justification claire, des rappels utiles et des calculs détaillés.

Réponses finales

\[ \boxed{ \begin{array}{c|cccccccccccccccccccc} \text{Question} & 1&2&3&4&5&6&7&8&9&10&11&12&13&14&15&16&17&18&19&20\\ \hline \text{Réponse} & D&D&A&C&B&D&A&C&C&C&D&C&A&A&C&A&A&A&B&A \end{array} } \]

Correction question par question

Question 1

Rappel de la question :

Le nombre complexe :

\[ Z=(-1+i\sqrt3)^{2010}+(-1-i\sqrt3)^{2010} \]

La valeur de \(Z\) est :

A) \(2^{2009}\)
B) \(2i\sin\left(\frac{2\pi}{3}\right)\exp\left(\frac{i4\pi}{3}\right)\)
C) \(2\cos\left(\frac{4\pi}{3}\right)\exp\left(\frac{i2\pi}{3}\right)\)
D) \(2^{2011}\)

Rappel utile
Pour calculer une grande puissance d’un nombre complexe, on passe à la forme exponentielle \(re^{i\theta}\), puis on réduit l’argument modulo \(2\pi\).
Réponse

On écrit les deux nombres complexes sous forme exponentielle :

\[ -1+i\sqrt3=2e^{i\frac{2\pi}{3}}, \qquad -1-i\sqrt3=2e^{-i\frac{2\pi}{3}}. \]

Donc :

\[ (-1+i\sqrt3)^{2010} = 2^{2010}e^{i2010\frac{2\pi}{3}}, \] \[ (-1-i\sqrt3)^{2010} = 2^{2010}e^{-i2010\frac{2\pi}{3}}. \]

Or :

\[ 2010\cdot\frac{2\pi}{3} = 1340\pi = 670\cdot2\pi. \]

Donc :

\[ e^{i2010\frac{2\pi}{3}}=1, \qquad e^{-i2010\frac{2\pi}{3}}=1. \]

Ainsi :

\[ Z=2^{2010}+2^{2010}=2^{2011}. \]
Idée utile : pour une grande puissance d’un complexe, on passe à la forme exponentielle puis on réduit l’argument modulo \(2\pi\).

Réponse correcte : D

Question 2

Rappel de la question :

Dans \(\mathbb C\), on considère :

\[ z^6=(1-i)\overline z. \]

On note \(z\) une solution non nulle. Alors :

A) \(|z|=1\)
B) \(|z|=\sqrt3\)
C) \(|z|=2^{1/5}\)
D) \(|z|=2^{1/10}\)

Rappel utile
En prenant le module d’une égalité complexe, on obtient une égalité réelle positive. On utilise aussi \(|\overline z|=|z|\).
Réponse

Comme \(z\neq0\), on peut travailler avec son module.

En prenant les modules dans l’équation :

\[ |z^6|=|(1-i)\overline z|. \]

Donc :

\[ |z|^6=|1-i|\,|\overline z|. \]

Or :

\[ |1-i|=\sqrt2 \quad\text{et}\quad |\overline z|=|z|. \]

Donc :

\[ |z|^6=\sqrt2\,|z|. \]

Comme \(z\neq0\), on a \(|z|\neq0\), donc :

\[ |z|^5=\sqrt2=2^{\frac12}. \]

Ainsi :

\[ |z|=2^{\frac1{10}}. \]
Idée utile : prendre le module transforme une équation complexe en équation réelle positive.

Réponse correcte : D

Question 3

Rappel de la question :

Dans \(\mathbb C\), on considère :

\[ z^2+z+1=\frac1{z+1}. \]

On note \(z_1\) et \(z_2\) les solutions non réelles. On a :

A) \(|z_1|=|z_2|\)
B) \(|z_1|\gt |z_2|\)
C) \(|z_1|\lt |z_2|\)
D) \(|z_1|=2|z_2|\)

Rappel utile
Avant de multiplier par \(z+1\), il faut vérifier que \(z\ne-1\). Ensuite, on factorise et on conserve les solutions non réelles demandées.
Réponse

Le quotient impose :

\[ z\neq -1. \]

On multiplie par \(z+1\) :

\[ (z+1)(z^2+z+1)=1. \]

En développant :

\[ z^3+2z^2+2z+1=1. \]

Donc :

\[ z^3+2z^2+2z=0. \]

On factorise :

\[ z(z^2+2z+2)=0. \]

Les solutions non réelles vérifient :

\[ z^2+2z+2=0. \]

Donc :

\[ z=-1\pm i. \]

Les deux solutions non réelles ont donc le même module :

\[ |-1+i|=|-1-i|=\sqrt2. \]
Idée utile : après multiplication par \(z+1\), on factorise et on garde uniquement les solutions non réelles.

Réponse correcte : A

Question 4

Rappel de la question :

On note \(S\) l’ensemble des points \(M(z)\) vérifiant :

\[ |z-3|=\frac{\sqrt2}{2}|z-5|. \]

Alors :

A) \(S=\varnothing\)
B) \(S=\mathbb C\)
C) \(S\) est le cercle de centre \((1,0)\) et de rayon \(2\sqrt2\)
D) \(S\) est le cercle de centre \((0,1)\) et de rayon \(\frac12\)

Rappel utile
Une équation de la forme \(|z-a|=k|z-b|\), avec \(k\ne1\), donne généralement un cercle d’Apollonius.
Réponse

Posons :

\[ z=x+iy. \]

On élève au carré :

\[ |z-3|^2=\frac12|z-5|^2. \]

Donc :

\[ (x-3)^2+y^2=\frac12\left((x-5)^2+y^2\right). \]

En multipliant par \(2\) :

\[ 2(x-3)^2+2y^2=(x-5)^2+y^2. \]

En développant et en simplifiant :

\[ x^2-2x+y^2-7=0. \]

Donc :

\[ (x-1)^2+y^2=8. \]

On obtient le cercle de centre :

\[ (1,0) \]

et de rayon :

\[ \sqrt8=2\sqrt2. \]
Idée utile : une équation du type \(|z-a|=k|z-b|\) donne souvent un cercle d’Apollonius lorsque \(k\neq1\).

Réponse correcte : C

Question 5

Rappel de la question :

Les points \(A,B,C,D\) ont pour affixes \(1,-1,i,-i\). Pour \(M\in U\), où \(U\) est l’ensemble des complexes de module \(1\), on pose :

\[ p(M)=MA\times MB\times MC\times MD. \]

On pose :

\[ m=\sup_{M\in U}p(M). \]

Alors :

A) \(m=1\)
B) \(m=2\)
C) \(m=3\)
D) \(m=+\infty\)

Rappel utile
Un produit de distances peut se transformer en module d’un produit de facteurs complexes : \(|z-a_1|\cdots|z-a_n|=|(z-a_1)\cdots(z-a_n)|\).
Réponse

Soit \(z\) l’affixe de \(M\), avec :

\[ |z|=1. \]

On a :

\[ p(M)=|z-1||z+1||z-i||z+i|. \]

Donc :

\[ p(M)=|(z-1)(z+1)(z-i)(z+i)|. \]

Or :

\[ (z-1)(z+1)=z^2-1 \]

et :

\[ (z-i)(z+i)=z^2+1. \]

Donc :

\[ p(M)=|(z^2-1)(z^2+1)|=|z^4-1|. \]

Comme \(|z|=1\), on a :

\[ |z^4|=1. \]

Alors :

\[ |z^4-1|\le |z^4|+1=2. \]

Cette valeur \(2\) est atteinte lorsque :

\[ z^4=-1. \]

Donc :

\[ m=2. \]
Idée utile : transformer le produit des distances en module d’un produit de facteurs complexes.

Réponse correcte : B

Question 6

Rappel de la question :

Soit \(a\) l’entier naturel défini par :

\[ 2025^{2025}\equiv a \pmod 7. \]

La valeur de \(a\) est :

A) \(a=3\)
B) \(a=2\)
C) \(a=5\)
D) \(a=1\)

Rappel utile
En arithmétique modulaire, on réduit d’abord la base, puis on utilise la périodicité des puissances.
Réponse

On commence par réduire \(2025\) modulo \(7\) :

\[ 2025=7\times289+2. \]

Donc :

\[ 2025\equiv2\pmod 7. \]

Ainsi :

\[ 2025^{2025}\equiv2^{2025}\pmod 7. \]

Or :

\[ 2^3=8\equiv1\pmod 7. \]

Comme :

\[ 2025=3\times675, \]

on obtient :

\[ 2^{2025}=(2^3)^{675}\equiv1^{675}\equiv1\pmod 7. \]

Donc :

\[ a=1. \]
Idée utile : réduire d’abord la base modulo \(7\), puis utiliser la périodicité des puissances.

Réponse correcte : D

Question 7

Rappel de la question :

Le PGCD de \(3^{123}-5\) et \(125\) est :

A) \(1\)
B) \(5\)
C) \(25\)
D) \(125\)

Rappel utile
Pour calculer un PGCD avec \(125=5^3\), on commence par tester la divisibilité par \(5\).
Réponse

Comme :

\[ 125=5^3, \]

il suffit de savoir si \(3^{123}-5\) est divisible par \(5\).

On travaille modulo \(5\). Les puissances de \(3\) modulo \(5\) sont périodiques de période \(4\), car :

\[ 3^4=81\equiv1\pmod5. \]

Or :

\[ 123\equiv3\pmod4. \]

Donc :

\[ 3^{123}\equiv3^3\equiv27\equiv2\pmod5. \]

Ainsi :

\[ 3^{123}-5\equiv2-0\equiv2\pmod5. \]

Donc \(5\nmid 3^{123}-5\). Le PGCD avec \(125\) vaut donc :

\[ 1. \]
Idée utile : pour connaître le PGCD avec \(125=5^3\), on teste d’abord la divisibilité par \(5\).

Réponse correcte : A

Question 8

Rappel de la question :

On considère :

\[ u_n=\frac{\ln(1+\sqrt n)}{\ln(1+n^3)}. \]

On note :

\[ L=\lim_{n\to+\infty}u_n. \]

Alors :

A) \(L=1\)
B) \(L=\sqrt3\)
C) \(L=\frac16\)
D) \(L=\frac13\)

Rappel utile
Pour comparer deux logarithmes qui tendent vers l’infini, on extrait le terme dominant à l’intérieur de chaque logarithme.
Réponse

On transforme le numérateur :

\[ \ln(1+\sqrt n) = \ln\left(\sqrt n\left(1+\frac1{\sqrt n}\right)\right). \]

Donc :

\[ \ln(1+\sqrt n) = \frac12\ln n+\ln\left(1+\frac1{\sqrt n}\right). \]

Or :

\[ \ln\left(1+\frac1{\sqrt n}\right)\to0. \]

De même :

\[ \ln(1+n^3) = \ln\left(n^3\left(1+\frac1{n^3}\right)\right) = 3\ln n+\ln\left(1+\frac1{n^3}\right). \]

Donc :

\[ \ln(1+n^3)\sim 3\ln n. \]

Ainsi :

\[ u_n\to\frac{\frac12}{3}=\frac16. \]
Idée utile : extraire \(\sqrt n\) dans le numérateur et \(n^3\) dans le dénominateur.

Réponse correcte : C

Question 9

Rappel de la question :

On considère :

\[ u_0=1,\qquad u_{n+1}=\frac{u_n}{1+2u_n}. \]

En posant :

\[ v_n=\frac1{u_n}, \]

on trouve :

A) \(\lim\limits_{n\to+\infty}nu_n=0\)
B) \(\lim\limits_{n\to+\infty}nu_n=1\)
C) \(\lim\limits_{n\to+\infty}nu_n=\frac12\)
D) \(\lim\limits_{n\to+\infty}nu_n=\frac14\)

Rappel utile
Le changement \(v_n=\frac1{u_n}\) transforme ici la relation de récurrence en suite arithmétique.
Réponse

On a :

\[ v_n=\frac1{u_n}. \]

Alors :

\[ v_{n+1} = \frac1{u_{n+1}} = \frac{1+2u_n}{u_n} = \frac1{u_n}+2. \]

Donc :

\[ v_{n+1}=v_n+2. \]

Comme :

\[ v_0=\frac1{u_0}=1, \]

on obtient :

\[ v_n=1+2n. \]

Donc :

\[ u_n=\frac1{2n+1}. \]

Ainsi :

\[ nu_n=\frac{n}{2n+1}. \]

Donc :

\[ \lim_{n\to+\infty}nu_n=\frac12. \]
Idée utile : le passage à \(v_n=\frac1{u_n}\) transforme la suite en suite arithmétique.

Réponse correcte : C

Question 10

Rappel de la question :

Pour \(n\in\mathbb N^*\), on définit :

\[ u_n=\sqrt{\,n+\sqrt{\,n-1+\sqrt{\cdots+\sqrt1}\,}\,}. \]

La limite \(L\) de la suite est :

A) \(L=1\)
B) \(L=\frac{\pi}{2}\)
C) \(L=+\infty\)
D) \(L=0\)

Rappel utile
Une minoration simple suffit parfois pour conclure : si \(u_n\ge\sqrt n\), alors \(u_n\to+\infty\).
Réponse

L’expression sous la première racine est :

\[ n+\sqrt{\,n-1+\sqrt{\cdots+\sqrt1}\,}. \]

Comme le deuxième terme est positif, on a :

\[ u_n\ge\sqrt n. \]

Or :

\[ \sqrt n\to+\infty. \]

Donc, par comparaison :

\[ u_n\to+\infty. \]
Idée utile : ici, il suffit de minorer \(u_n\) par \(\sqrt n\).

Réponse correcte : C

Question 11

Rappel de la question :

On pose :

\[ S_n=\sum_{k=1}^{2n+1}\frac1{\sqrt{n^2+k}}. \]

La limite de \(S_n\) est :

A) \(0\)
B) \(\frac12\)
C) \(1\)
D) \(2\)

Rappel utile
Pour une somme avec beaucoup de termes proches, on encadre chaque terme puis on somme les inégalités.
Réponse

Pour \(1\le k\le 2n+1\), on a :

\[ n^2+1\le n^2+k\le n^2+2n+1. \]

Donc :

\[ \sqrt{n^2+1}\le \sqrt{n^2+k}\le n+1. \]

En inversant les inégalités, car les quantités sont positives :

\[ \frac1{n+1}\le \frac1{\sqrt{n^2+k}}\le \frac1{\sqrt{n^2+1}}. \]

En sommant de \(k=1\) à \(2n+1\), on obtient :

\[ \frac{2n+1}{n+1} \le S_n \le \frac{2n+1}{\sqrt{n^2+1}}. \]

Or :

\[ \frac{2n+1}{n+1}\to2 \]

et :

\[ \frac{2n+1}{\sqrt{n^2+1}}\to2. \]

Par encadrement :

\[ S_n\to2. \]
Idée utile : tous les termes de la somme sont proches de \(\frac1n\), et il y a environ \(2n\) termes.

Réponse correcte : D

Question 12

Rappel de la question :

On admet que :

\[ (3+\sqrt5)^n+(3-\sqrt5)^n \]

est un entier pair. La limite :

\[ L=\lim_{n\to+\infty}\cos\left((3+\sqrt5)^n\pi\right) \]

vaut :

A) \(L=0\)
B) \(L=-1\)
C) \(L=1\)
D) \(L=\frac{\pi}{4}\)

Rappel utile
Quand un angle diffère d’un multiple pair de \(\pi\), le cosinus ne change pas. On utilise donc l’entier pair donné dans l’énoncé.
Réponse

Posons :

\[ A_n=(3+\sqrt5)^n+(3-\sqrt5)^n. \]

D’après l’énoncé, \(A_n\) est un entier pair. Donc il existe \(k_n\in\mathbb Z\) tel que :

\[ A_n=2k_n. \]

On a :

\[ (3+\sqrt5)^n=A_n-(3-\sqrt5)^n. \]

Donc :

\[ \cos\left((3+\sqrt5)^n\pi\right) = \cos\left((A_n-(3-\sqrt5)^n)\pi\right). \]

Comme \(A_n\pi=2k_n\pi\), on obtient :

\[ \cos\left((A_n-(3-\sqrt5)^n)\pi\right) = \cos\left((3-\sqrt5)^n\pi\right). \]

Or :

\[ 0\lt 3-\sqrt5\lt1. \]

Donc :

\[ (3-\sqrt5)^n\to0. \]

Ainsi :

\[ \cos\left((3-\sqrt5)^n\pi\right)\to\cos0=1. \]
Idée utile : utiliser le fait que \(A_n\) est pair permet de remplacer l’angle par un angle qui tend vers \(0\).

Réponse correcte : C

Question 13

Rappel de la question :

Soit \(a\gt0\). Alors :

\[ \lim_{x\to a^+} \frac{\sqrt x-\sqrt a-\sqrt{x-a}}{\sqrt{x^2-a^2}} \]

est :

A) \(-\frac1{\sqrt{2a}}\)
B) \(-\frac1{\sqrt a}\)
C) \(\frac1{\sqrt a}\)
D) \(\frac2{\sqrt a}\)

Rappel utile
Au voisinage de \(a^+\), poser \(h=x-a\) permet d’identifier correctement le terme dominant en \(\sqrt h\).
Réponse

Posons :

\[ h=x-a. \]

Lorsque \(x\to a^+\), on a :

\[ h\to0^+. \]

On écrit :

\[ \sqrt x-\sqrt a = \sqrt{a+h}-\sqrt a = \frac{h}{\sqrt{a+h}+\sqrt a}. \]

Donc le numérateur devient :

\[ \frac{h}{\sqrt{a+h}+\sqrt a}-\sqrt h. \]

On factorise par \(\sqrt h\) :

\[ \frac{h}{\sqrt{a+h}+\sqrt a}-\sqrt h = \sqrt h\left( \frac{\sqrt h}{\sqrt{a+h}+\sqrt a}-1 \right). \]

Le dénominateur est :

\[ \sqrt{x^2-a^2} = \sqrt{(x-a)(x+a)} = \sqrt h\,\sqrt{2a+h}. \]

Donc le quotient vaut :

\[ \frac{ \frac{\sqrt h}{\sqrt{a+h}+\sqrt a}-1 }{ \sqrt{2a+h} }. \]

En faisant tendre \(h\) vers \(0^+\), on obtient :

\[ \frac{0-1}{\sqrt{2a}} = -\frac1{\sqrt{2a}}. \]
Idée utile : poser \(h=x-a\) permet de voir clairement le terme dominant \(\sqrt h\).

Réponse correcte : A

Question 14

Rappel de la question :

On note :

\[ I_n=\int_0^1\frac{x}{1+x^{2n}}\,dx. \]

La limite de \(I_n\) est :

A) \(\frac12\)
B) \(\frac32\)
C) \(0\)
D) \(\frac{\sqrt2}{2}\)

Rappel utile
Sur \([0,1[\), on a \(x^{2n}\to0\). La valeur en un point isolé ne modifie pas la valeur de l’intégrale.
Réponse

Pour \(x\in[0,1]\), on a :

\[ 0\le x^{2n}\le1. \]

Donc :

\[ 1\le1+x^{2n}\le2. \]

Comme \(x\ge0\), on obtient :

\[ \frac{x}{2}\le \frac{x}{1+x^{2n}}\le x. \]

Pour tout \(x\in[0,1[\), on a :

\[ x^{2n}\to0. \]

Donc :

\[ \frac{x}{1+x^{2n}}\to x. \]

Au point \(x=1\), la valeur vaut \(\frac12\), mais cela ne change pas la valeur de l’intégrale.

La limite de l’intégrale est donc :

\[ \int_0^1 x\,dx=\frac12. \]
Idée utile : sur \([0,1[\), \(x^{2n}\to0\), donc l’intégrande tend vers \(x\).

Réponse correcte : A

Question 15

Rappel de la question :

La valeur de l’intégrale :

\[ I=\int_0^{\sqrt3}x^2\ln(x^2+1)\,dx \]

est :

A) \(\sqrt3\ln(2)-\frac{\pi}{9}\)
B) \(\sqrt3\ln(2)+\frac{\pi}{9}\)
C) \(2\left(\sqrt3\ln(2)-\frac{\pi}{9}\right)\)
D) \(\sqrt3\ln(2)\)

Rappel utile
Une intégrale contenant \(\ln(x^2+1)\) se traite naturellement par intégration par parties.
Réponse

On fait une intégration par parties :

\[ u=\ln(x^2+1), \qquad v'=x^2. \]

Alors :

\[ u'=\frac{2x}{x^2+1}, \qquad v=\frac{x^3}{3}. \]

Donc :

\[ I= \left[\frac{x^3}{3}\ln(x^2+1)\right]_0^{\sqrt3} - \int_0^{\sqrt3}\frac{x^3}{3}\cdot\frac{2x}{x^2+1}\,dx. \]

Le premier terme vaut :

\[ \frac{(\sqrt3)^3}{3}\ln4 = \sqrt3\ln4 = 2\sqrt3\ln2. \]

Donc :

\[ I=2\sqrt3\ln2-\frac23\int_0^{\sqrt3}\frac{x^4}{x^2+1}\,dx. \]

On divise :

\[ \frac{x^4}{x^2+1}=x^2-1+\frac1{x^2+1}. \]

Alors :

\[ \int_0^{\sqrt3}\frac{x^4}{x^2+1}\,dx = \left[\frac{x^3}{3}-x+\arctan x\right]_0^{\sqrt3}. \]

On obtient :

\[ \frac{(\sqrt3)^3}{3}-\sqrt3+\arctan(\sqrt3) = \sqrt3-\sqrt3+\frac{\pi}{3} = \frac{\pi}{3}. \]

Donc :

\[ I=2\sqrt3\ln2-\frac23\cdot\frac{\pi}{3}. \]

Ainsi :

\[ I=2\sqrt3\ln2-\frac{2\pi}{9} = 2\left(\sqrt3\ln2-\frac{\pi}{9}\right). \]
Idée utile : pour une intégrale avec \(\ln(x^2+1)\), l’intégration par parties est naturelle.

Réponse correcte : C

Question 16

Rappel de la question :

Soit \(f\) définie sur \(]0,+\infty[\) par :

\[ f(x)=\frac{2\ln(x)}{x\left(1+(\ln(x))^2\right)}. \]

La primitive de \(f\) qui s’annule en \(1\) est :

A) \(\ln\left(1+(\ln(x))^2\right)\)
B) \((\ln(x))^2\)
C) \(2\ln\left(1+(\ln(x))^2\right)\)
D) \(\frac{x\ln(x)}{\ln(x)+1}\)

Rappel utile
La forme \(\frac{U'}{U}\) se reconnaît directement : une primitive est \(\ln|U|\).
Réponse

Posons :

\[ U(x)=1+(\ln x)^2. \]

Alors :

\[ U'(x)=2\ln x\cdot\frac1x=\frac{2\ln x}{x}. \]

Donc :

\[ f(x)=\frac{U'(x)}{U(x)}. \]

Une primitive de \(f\) est donc :

\[ F(x)=\ln(U(x)). \]

Ainsi :

\[ F(x)=\ln\left(1+(\ln x)^2\right). \]

On vérifie :

\[ F(1)=\ln(1+0)=0. \]

Donc cette primitive s’annule bien en \(1\).

Idée utile : reconnaître la forme \(\frac{U'}{U}\), dont une primitive est \(\ln|U|\).

Réponse correcte : A

Question 17

Rappel de la question :

On considère le plan :

\[ (P):2x-5y-6z+4=0 \]

et la sphère \((S)\) de centre \(\Omega(2;-2;3)\) et de rayon \(3\). Alors :

A) \((P)\) coupe \((S)\) suivant un cercle de rayon \(3\) et de centre \(\Omega\)
B) \((P)\) coupe \((S)\) suivant un cercle de rayon \(3\) et de centre \((2;2;3)\)
C) \((P)\) est tangent à \((S)\) au point \((2;2;3)\)
D) \((P)\) est tangent à \((S)\) au point \((2;0;-3)\)

Rappel utile
La position d’un plan par rapport à une sphère se détermine par la distance du centre au plan.
Réponse

On calcule la distance du centre \(\Omega(2,-2,3)\) au plan \((P)\).

On remplace les coordonnées de \(\Omega\) dans l’équation du plan :

\[ 2\cdot2-5(-2)-6\cdot3+4. \]

Donc :

\[ 4+10-18+4=0. \]

Ainsi :

\[ \Omega\in(P). \]

Donc la distance du centre au plan est \(0\). Le plan passe par le centre de la sphère.

Par conséquent, l’intersection est un grand cercle de centre \(\Omega\) et de rayon égal au rayon de la sphère :

\[ 3. \]
Idée utile : si le plan passe par le centre de la sphère, l’intersection est un cercle de même rayon que la sphère.

Réponse correcte : A

Question 18

Rappel de la question :

On jette deux fois de suite une pièce non truquée. Soit \(p\) la probabilité d’avoir deux fois face sachant que le premier jet a donné face.

A) \(p=\frac12\)
B) \(p=\frac13\)
C) \(p=\frac14\)
D) \(p=\frac34\)

Rappel utile
Dans une probabilité conditionnelle, l’information donnée réduit l’univers ; ici, le second lancer reste indépendant du premier.
Réponse

On sait déjà que le premier jet a donné face.

Il reste donc seulement à demander que le deuxième jet donne face.

Comme la pièce est non truquée :

\[ P(\text{face au deuxième jet})=\frac12. \]

Donc :

\[ p=\frac12. \]
Idée utile : sachant que le premier jet est déjà face, la condition restante porte seulement sur le deuxième jet.

Réponse correcte : A

Question 19

Rappel de la question :

Une machine détecte un composant défectueux dans \(90\%\) des cas. Si le composant n’est pas défectueux, elle l’indique correctement dans \(99\%\) des cas. On sait que \(0.1\%\) des composants sont défectueux.

On note \(p\) la probabilité qu’un composant tiré au hasard soit détecté défectueux par la machine. Alors :

A) \(p=1.041\%\)
B) \(p=1.089\%\)
C) \(p=1.025\%\)
D) \(p=1\%\)

Rappel utile
La formule des probabilités totales permet de tenir compte à la fois des vrais positifs et des faux positifs.
Réponse

Notons :

\[ D:\text{ « le composant est défectueux »}, \qquad T:\text{ « la machine le détecte défectueux »}. \]

On connaît :

\[ P(D)=0.1\%=0.001, \] \[ P(T\mid D)=90\%=0.9. \]

Si le composant n’est pas défectueux, la machine l’indique correctement dans \(99\%\) des cas, donc elle se trompe dans \(1\%\) des cas :

\[ P(T\mid \overline D)=1\%=0.01. \]

De plus :

\[ P(\overline D)=0.999. \]

Par la formule des probabilités totales :

\[ P(T)=P(D)P(T\mid D)+P(\overline D)P(T\mid \overline D). \]

Donc :

\[ P(T)=0.001\times0.9+0.999\times0.01. \]

Ainsi :

\[ P(T)=0.0009+0.00999=0.01089. \]

Donc :

\[ P(T)=1.089\%. \]
Idée utile : la machine peut détecter « défectueux » soit parce que le composant est vraiment défectueux, soit par erreur.

Réponse correcte : B

Question 20

Rappel de la question :

On jette \(n\) fois de suite un dé non truqué, \(n\ge2\). Soit \(p_n\) la probabilité d’avoir un nombre inférieur ou égal à \(3\) dans le second jet sachant que le premier jet a donné la face numéro \(2\).

Soit :

\[ p=\lim_{n\to+\infty}p_n. \]

La valeur de \(p\) est :

A) \(p=\frac12\)
B) \(p=\frac13\)
C) \(p=\frac16\)
D) \(p=0\)

Rappel utile
Des lancers successifs d’un dé non truqué sont indépendants : l’information sur le premier lancer ne change pas la loi du deuxième.
Réponse

Le résultat du deuxième jet est indépendant du résultat du premier jet.

Donc, même en sachant que le premier jet a donné \(2\), la probabilité que le second jet donne un nombre inférieur ou égal à \(3\) reste :

\[ P(\{1,2,3\})=\frac3{6}=\frac12. \]

Ainsi, pour tout \(n\ge2\) :

\[ p_n=\frac12. \]

Donc :

\[ p=\lim_{n\to+\infty}p_n=\frac12. \]
Idée utile : les jets d’un dé non truqué sont indépendants ; l’information sur le premier jet ne change pas la loi du deuxième jet.

Réponse correcte : A

Conseil aux élèves

Dans ce sujet, il faut faire attention aux formes exponentielles des complexes, aux modules, aux congruences, aux suites transformées, aux encadrements, aux intégrales par parties et aux probabilités conditionnelles.

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