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Exercices — Transformations et statistiques

Homothétie et rotation · Géométrie dans l'espace · Statistiques à une variable

Seconde Série C · Format Bac : QCM · Situation d'intégration · Problème

0 exercices affichés

Chapitre X — Homothétie et rotation

1

QCM — Homothétie et rotation

Facile QCM
Débloquer

Exercice 1 — QCM (chaque question : une seule bonne réponse parmi a, b, c, d)

1) L'homothétie de centre $O$ et de rapport $k=-2$ transforme un cercle de rayon $3$ en un cercle de rayon :
a) $6$   b) $-6$   c) $1{,}5$   d) $9$

2) Une homothétie de rapport $k=1$ est :
a) l'identité   b) une symétrie centrale   c) une rotation   d) une translation

3) Une rotation d'angle $180°$ coïncide avec :
a) une symétrie centrale de même centre   b) une symétrie orthogonale   c) une translation   d) l'identité

4) L'image du point $A(2;5)$ par l'homothétie de centre $O(0;0)$ et de rapport $k=3$ est :
a) $(6;15)$   b) $(5;8)$   c) $\left(\dfrac23;\dfrac53\right)$   d) $(-6;-15)$

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1
Réponse : a. Le rayon est multiplié par $|k|=2$ : $3\times2=6$.
2
Réponse : a. $k=1$ laisse tout point invariant : c'est l'identité.
3
Réponse : a. Propriété admise du cours.
4
Réponse : a. $\overrightarrow{OA'}=3\overrightarrow{OA}=3(2;5)=(6;15)$.
2

Situation d'intégration — Fresque murale à Bobo-Dioulasso

Moyen Situation

Exercice 2 — Situation d'intégration

Un artisan sculpteur de Bobo-Dioulasso agrandit un motif décoratif pour une fresque murale, à partir d'un motif original centré en $O(0;0)$ possédant un point caractéristique $A(3;2)$. Il applique une homothétie de centre $O$ et de rapport $k=4$.

Consigne : 1) Calculer les coordonnées du point $A'$, image de $A$. 2) Le motif original tient dans un cercle de rayon $1{,}5$ m centré en $O$ ; quel est le rayon du cercle contenant le motif agrandi ? 3) L'aire du motif original est de $0{,}8$ m² ; quelle est l'aire du motif agrandi (rappel : l'homothétie multiplie les aires par $k^2$) ?

1
$A'=4\times(3;2)=(12;8)$.
2
Rayon $'=|4|\times1{,}5=6$ m.
3
Aire $'=0{,}8\times4^2=0{,}8\times16=12{,}8$ m².
3

Problème — Homothétie, rotation et comparaison

Difficile Problème
Débloquer

Problème.

Partie A. Soit $O(1;1)$ et l'homothétie de centre $O$, de rapport $k=-\dfrac12$.
1) Calculer l'image $B'$ du point $B(5;3)$.

Partie B. Soit la rotation de centre $O(0;0)$ et d'angle $90°$ (sens direct). On admet que l'image d'un point $M(x;y)$ par cette rotation a pour coordonnées $(-y;x)$.
2) Calculer l'image $C'$ de $C(3;-4)$ par cette rotation.
3) Vérifier que $OC=OC'$ (conservation des distances).

Partie C.
4) Le point $C'$ obtenu en B.2 est-il aussi l'image de $C$ par la symétrie centrale de centre $O$ (qui envoie $M$ sur $-M$) ? Justifier.

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A.1
$\overrightarrow{OB}=(4;2)$. $\overrightarrow{OB'}=-\tfrac12(4;2)=(-2;-1)$. $B'=O+\overrightarrow{OB'}=(-1;0)$.
B.2
$C'=(-(-4);3)=(4;3)$.
B.3
$OC=\sqrt{3^2+(-4)^2}=\sqrt{25}=5$. $OC'=\sqrt{4^2+3^2}=\sqrt{25}=5$. Égales : confirmé.
C.4
La symétrie centrale de centre $O$ envoie $C(3;-4)$ sur $(-3;4)$, différent de $C'(4;3)$. Non : la rotation de $90°$ et la symétrie centrale (rotation de $180°$) sont deux transformations distinctes.

Chapitre XI — Géométrie dans l'espace

4

QCM — Incidence, parallélisme et perspective

Facile QCM

Exercice 1 — QCM (chaque question : une seule bonne réponse parmi a, b, c, d)

1) Deux droites de l'espace non coplanaires :
a) n'ont aucun point commun et ne sont pas parallèles   b) sont toujours parallèles   c) sont toujours sécantes   d) sont confondues

2) Pour montrer qu'une droite $d$ est parallèle à un plan $\mathcal P$, il suffit de montrer que :
a) $d$ est parallèle à une droite contenue dans $\mathcal P$   b) $d$ est perpendiculaire à $\mathcal P$   c) $d$ ne rencontre aucun point de l'espace   d) $d$ est contenue dans un autre plan

3) Le plan médiateur d'un segment $[AB]$ est l'ensemble des points :
a) équidistants de $A$ et de $B$   b) alignés avec $A$ et $B$   c) situés sur la droite $(AB)$   d) situés au milieu de $[AB]$ uniquement

4) Dans la perspective cavalière, les arêtes cachées sont tracées :
a) en pointillés   b) en trait plein plus épais   c) en couleur   d) elles ne sont pas représentées

1
Réponse : a. Définition des droites non coplanaires.
2
Réponse : a. Règle clé du cours.
3
Réponse : a. Généralisation dans l'espace de la médiatrice du plan.
4
Réponse : a. Convention standard de la perspective cavalière.
5

Situation d'intégration — Réservoir d'eau villageois à Kaya

Moyen Situation
Débloquer

Exercice 2 — Situation d'intégration

Une ONG construit un réservoir d'eau en forme de parallélépipède rectangle pour un village près de Kaya. Dimensions intérieures : $4$ m de longueur, $3$ m de largeur, $2{,}5$ m de hauteur.

Consigne : 1) Calculer le volume du réservoir en m³ puis en litres ($1$ m³ $=1000$ L). 2) Une pompe solaire remplit le réservoir à $250$ L/h. Combien de temps (en heures, puis en jours à raison de $10$ h de pompage utile par jour) faut-il pour le remplir ? 3) Un plan horizontal coupe le réservoir parallèlement à la base, à mi-hauteur ($1{,}25$ m). Quelle est la nature de la section, et quelle fraction du volume total se trouve en dessous ?

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1
$V=4\times3\times2{,}5=30$ m³ $=30\,000$ L.
2
Temps $=30\,000/250=120$ h. En jours : $120/10=12$ jours.
3
La section est un rectangle de mêmes dimensions que la base ($4\text{ m}\times3\text{ m}$). Volume en dessous $=4\times3\times1{,}25=15$ m³, soit exactement la moitié ($15/30=1/2$), car la section est à mi-hauteur.
6

Problème — Section d'une pyramide

Difficile Problème
Débloquer

Problème.

Partie A. Une pyramide de base carrée $ABCD$ a un côté de base $8$ m et une hauteur de $12$ m, sommet $S$.
1) Calculer le volume de la pyramide (rappel : $V=\dfrac13\times\text{aire base}\times\text{hauteur}$).

Partie B. On coupe la pyramide par un plan parallèle à la base, à une distance de $9$ m du sommet $S$.
2) La section est un carré, homothétique de la base par une homothétie de centre $S$. Quel est le rapport $k$ de cette homothétie (distance au sommet de la section / hauteur totale) ?
3) En déduire le côté du carré-section, puis son aire.
4) En déduire le volume de la petite pyramide comprise entre $S$ et le plan de section (rappel : le volume est multiplié par $k^3$).

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A.1
Aire base $=8^2=64$ m². $V=\dfrac13\times64\times12=256$ m³.
B.2
$k=9/12=3/4$.
B.3
Côté $=8\times\dfrac34=6$ m. Aire $=64\times\left(\dfrac34\right)^2=64\times\dfrac9{16}=36$ m².
B.4
$V_{\text{petite}}=256\times\left(\dfrac34\right)^3=256\times\dfrac{27}{64}=4\times27=108$ m³.

Chapitre XII — Statistiques à une variable

7

QCM — Effectif, mode, moyenne, médiane

Facile QCM
Débloquer

Exercice 1 — QCM (chaque question : une seule bonne réponse parmi a, b, c, d)

Une coopérative a relevé l'âge de $20$ de ses membres :

\[ \begin{array}{c|ccccc} \text{Âge} & 20 & 25 & 30 & 35 & 40 \\ \hline \text{Effectif} & 2 & 5 & 8 & 3 & 2 \end{array} \]

1) L'effectif total de cette série est :
a) $20$   b) $5$   c) $150$   d) $8$

2) Le mode de cette série est :
a) $30$   b) $8$   c) $35$   d) $20$

3) La moyenne de cette série vaut (arrondie) :
a) $29{,}5$   b) $30$   c) $28$   d) $32$

4) La médiane de cette série est :
a) $30$   b) $29{,}5$   c) $25$   d) $27{,}5$

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1
Réponse : a. $2+5+8+3+2=20$.
2
Réponse : a. $30$ a le plus grand effectif ($8$).
3
Réponse : a. $\dfrac{20\times2+25\times5+30\times8+35\times3+40\times2}{20}=\dfrac{590}{20}=29{,}5$.
4
Réponse : a. Effectifs cumulés : $2,7,15,18,20$. Les $10^e$ et $11^e$ valeurs tombent dans le groupe $30$ : médiane $=30$.
8

Situation d'intégration — Rendements de mil au Sahel

Moyen Situation
Débloquer

Exercice 2 — Situation d'intégration

Le président d'une association de producteurs de mil dans la région du Sahel a relevé les rendements (en kg par are) de $15$ parcelles pilotes : $40, 45, 45, 50, 50, 50, 55, 55, 55, 55, 60, 60, 65, 70, 75$.

Consigne : 1) Construire le tableau des effectifs et l'effectif cumulé croissant. 2) Calculer le rendement moyen des $15$ parcelles. 3) Déterminer la médiane de cette série. 4) Le président qualifie de "bon rendement" toute parcelle au-dessus de la moyenne. Combien de parcelles sont dans ce cas ?

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1
Effectifs : $40{:}1$, $45{:}2$, $50{:}3$, $55{:}4$, $60{:}2$, $65{:}1$, $70{:}1$, $75{:}1$ (total $15$). Effectif cumulé : $1,3,6,10,12,13,14,15$.
2
$\bar x=\dfrac{40+90+150+220+120+65+70+75}{15}=\dfrac{830}{15}\approx55{,}33$ kg/are.
3
$15$ valeurs : médiane $=8^e$ valeur. Cumulé jusqu'à $50$ : $6$ ; jusqu'à $55$ : $10$. La $8^e$ valeur est dans le groupe $55$ : médiane $=55$.
4
Valeurs $>55{,}33$ : $60$ (×2), $65$, $70$, $75$, soit $2+1+1+1=5$ parcelles.
9

Problème — Notes d'une interrogation à Ouagadougou

Difficile Problème

Problème. Un enseignant de mathématiques d'un lycée de Ouagadougou a noté sur $20$ les résultats de $22$ élèves à une interrogation : $6, 8, 8, 9, 10, 10, 10, 11, 12, 12, 12, 12, 13, 13, 14, 14, 15, 15, 16, 17, 18, 19$.

Partie A.
1) Quel est le mode de cette série ?
2) Calculer la moyenne de la classe (arrondir au dixième).

Partie B.
3) Déterminer la médiane de cette série ($22$ valeurs : moyenne des $11^e$ et $12^e$ valeurs triées).
4) L'enseignant attribue une mention "Très bien" aux notes strictement supérieures à $15$. Combien d'élèves l'obtiennent, et quel pourcentage de la classe cela représente-t-il (arrondi à l'entier) ?

A.1
Mode $=12$ (effectif $4$, le plus grand).
A.2
Somme $=6+16+9+30+11+48+26+28+30+16+17+18+19=274$. Moyenne $=274/22\approx12{,}5$.
B.3
Effectifs cumulés : $\ldots$, jusqu'à $11$ : $8$ ; jusqu'à $12$ : $12$. Les $11^e$ et $12^e$ valeurs sont toutes deux dans le groupe $12$ : médiane $=(12+12)/2=12$.
B.4
Notes $>15$ : $16, 17, 18, 19$ soit $4$ élèves. Pourcentage $=4/22\times100\approx18\%$.
Mode hors-ligne — données en cache