Mathématiques, brevet DNB, Métropole 2022.

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Exercice 1. 20 points.
Une famille se promène au bord d’une rivière. Les enfants aimeraient connaître la largeur de la rivière. Ils prennent des repères, comptent leurs pas et dessinent le schéma ci-dessous sur lequel les points C, E et D, de même que A, E et B sont alignés. (Le schéma n’est pas à l’échelle.)

1. Démontrer que les droites (AC) et (BD) sont parallèles.
Les droites (AC) et (BD) sont perpendiculaires à la droite (AB). Elles sont donc parallèles.
2. Déterminer, en nombre de pas, la largeur AC de la rivière.
Propriété de Thalès : AC / BD = AE / BE ; AC / 1 = 20 / 5 = 4 pas.
Pour les questions qui suivent, on assimile la longueur d’un pas à 65 cm.
3. Montrer que la longueur CE vaut 13,3 m, en arrondissant au décimètre près.
Pythagore dans le triangle rectangle ACE :
 CE2 = AC2 + AE2 =42 +202 =416 ; CE ~20,4 pas
CE ~20,4 x0,65 ~13,3 m.
 4. L’un des enfants lâche un bâton dans la rivière au niveau du point E. Avec le courant, le bâton se déplace en ligne droite en 5 secondes jusqu’au point C.
 a. Calculer la vitesse du bâton en m/s.
Vitesse = distance / temps = 13,3 / 5 =2,65 m /s.
b. Est-il vrai que « le bâton se déplace à une vitesse moyenne inférieure à 10 km/h » ? Vrai.
2,65 x 3,6 ~ 9,5 km / h.

  Exercice 2 ( 20 points)
Cet exercice est un questionnaire à choix multiples (QCM). Aucune justification n’est demandée. Pour chaque question, trois réponses (A, B et C) sont proposées. Une seule réponse est exacte.

1. On considère les deux figures suivantes. Par quelle transformation la figure 2 est-elle l’image de la figure 1 ?
Translation, homothésie; symétrie axiale.


2.  On considère la représentation graphique de la fonction g suivante : Quel est l’antécédent de 2 par la fonction g ?
g(1)=2.

 3. Soit f la fonction définie par : f(x)=3𝑥 2 − 7 Quelle affirmation est correcte ?
29 est l'image de 2 par la fonction f. Faux.
f(2) = 3 *22-7 =5.
f(3)=20. Vrai.
f(3) = 3 *32 -7 =20.
f est une fonction affine. Faux.
 4. On a relevé les performances, en mètres, obtenues au lancer du poids par un groupe de 13 élèves d’une classe.
 3,41 m ; 5,25 m ; 5,42 m ; 4,3 m ; 6,11 m ; 4,28 m ; 5,15 m ; 3,7 m ; 6,07 m ; 5,82 m ; 4,62 m ; 4,91 m ; 4,01 m.
 Quelle est la médiane de cette série de valeurs ?
7 ; 4,91 ; 5,15.
Ordonner la série :
3,41 ; 3,7 ; 4,01 ; 4,28 ; 4,3 ; 4,62 ; 4,91 ; 5,15 ; 5,25 ; 5,42 ; 5,82 ;  6,07 ; 6,11.
La médiane est la 7ème valeur soit : 4,91 m.
5. On considère la configuration suivante, dans laquelle les triangles LAC et BUT sont semblables. Par quel nombre doit-on multiplier l’aire du triangle LAC pour obtenir l’aire du triangle BUT ?
3 ; 6 ; 9.

Chaque côté est multiplié par 3 ; l'aire est multipliée par 9.

Exercice 3. 20 points.
Une collectionneuse compte ses cartes Pokémon afin de les revendre. Elle possède 252 cartes de type « feu » et 156 cartes de type « terre ».
1. a. Parmi les trois propositions suivantes, laquelle correspond à la décomposition en produit de facteurs premiers du nombre 252 :
 Proposition 1 : 2 2 × 9 × 7. Faux, 9 n'est pas premier.
 Proposition 2  : 2 × 2 × 3 × 21. Faux, 21 n'est pas premier.
 Proposition 3:  2 2 × 32 × 7. Vrai.
 b. Donner la décomposition en produit de facteurs premiers du nombre 156.
156 = 22 x3 x13.
2. Elle veut réaliser des paquets identiques, c’est à dire contenant chacun le même nombre de cartes « terre » et le même nombre de cartes « feu » en utilisant toutes ses cartes.
 a. Peut-elle faire 36 paquets ? Non.
PGDC(156 ; 252 ) =22 x3 = 12.
 b. Quel est le nombre maximum de paquets qu’elle peut réaliser ?
Elle peut réaliser au maximum 12 paquets.
 c. Combien de cartes de chaque type contient alors chaque paquet ?
252 / 12 = 21 cartes de type "feu".
156 / 12 = 13 cartes de type "terre".
3. Elle choisit une carte au hasard parmi toutes ses cartes. On suppose les cartes indiscernables au toucher. Calculer la probabilité que ce soit une carte de type « terre ».
Nombre total de cartes : 252 + 156 = 408.
Probabilité  de tirer une carte de type "terre" : 156 / 408 =13 / 34~0,38.

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Exercice 4. 20 points.
Dans cet exercice, 𝑥 est un nombre strictement supérieur à 3. On s'intéresse aux deux figures géométriques dessinées ci-dessous :
 un rectangle dont les côtés ont pour longueurs 𝑥 − 3 et 𝑥 + 7 ;
 un carré de côté 𝑥.
1. Quatre propositions sont écrites ci-dessous. Recopier sur la copie celle qui correspond à l'aire du carré. On ne demande pas de justifier.
 4𝑥  ; 4 + 𝑥 ;  𝑥 2 vrai ; 2𝑥.
 2. Montrer que l'aire du rectangle est égale à : 𝑥 2 + 4𝑥 − 21.
Aire = largeur fois longueur = (x-3)(x+7) = x2 -3x+7x-21 = 𝑥 2 + 4𝑥 − 21.
3. On a écrit le script ci-dessous dans Scratch. On veut que ce programme renvoie l’aire du rectangle lorsque l’utilisateur a rentré une valeur de 𝑥 (strictement supérieure à 3). Écrire sur la copie les contenus des trois cases vides des lignes 5, 6 et 7, en précisant les numéros de lignes qui correspondent à vos réponses.


4. On a pressé la touche espace puis saisi le nombre 8. Que renvoie le programme ?
82 +4*8-21 = 75.
5. Quel nombre 𝑥 doit-on choisir pour que l'aire du rectangle soit égale à l'aire du carré ?
𝑥 2 + 4𝑥 − 21 = x2 soit 4x-21 = 0 ; x = 21 / 4.

Exercice 5. 20 points.
Dans une habitation, la consommation d’eau peut être anormalement élevée lorsqu’il y a une fuite d’eau. On considère la situation suivante :
 Une salle de bain est équipée d’une vasque de forme cylindrique, comme l’illustre l’image ci-dessous.
 Le robinet fuit à raison d’une goutte par seconde.
En moyenne, 20 gouttes d’eau correspondent à un millilitre (1 mL).

1. En raison de la fuite, montrer qu’il tombe 86 400 gouttes dans la vasque en une journée complète.
3600 gouttes par heure soit 24 x 3600 =86 400 gouttes par jour.
2. Calculer, en litres, le volume d’eau qui tombe dans la vasque en une semaine en raison de la fuite.
Par jour : 86 400 / 20 = 4 320 mL = 4,32 L.
En une semaine : 4,32 x 7 =30,24 litres.
3. Montrer que la vasque a un volume de 18,85 litres, arrondi au centilitre près.
Rayon du cylindre : R = 2 dm.
Volume ; p R2 h = 3,14 x22 x1,5 =18,85 dm3 = 18,85 litres.
4. L’évacuation de la vasque est fermée et le logement inoccupé pendant une semaine. L’eau va-t-elle déborder de la vasque ? Justifier la réponse.
30,24 > 18,85, l'eau va déborder.
 5. À la fin du XIXe siècle, la consommation domestique d’eau par habitant en France était d’environ 17 litres par jour. Elle a fortement augmenté avec la généralisation de la distribution d’eau par le robinet dans les domiciles : elle est passée à 165 litres par jour et par habitant en 2004. En 2018, la consommation des Français baisse légèrement pour atteindre 148 litres d'eau par jour et par habitant. Calculer le pourcentage de diminution de la consommation quotidienne d’eau par habitant entre 2004 et 2018. On arrondira ce pourcentage à l’unité.
(165-148) / 165 ~0,10 soit10 %.



  
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