Équations, lecture graphique, fonctions et probabilités élémentaires
À l'épreuve anticipée de mathématiques, la partie 1 vaut 6 points sur 20. Les questions sont courtes, sans calculatrice, et seul le résultat est demandé. Pas de rédaction : on gagne du temps si l'on connaît ses réflexes. Cette page rassemble ceux qui reviennent le plus souvent. À la fin, tu sauras répondre en moins d'une minute à une question comme « Combien de solutions a $f(x)=0$ ? » ou « Quelle est la probabilité de tirer un roi ou un cœur ? ».
Lire un graphique
Une courbe répond à des questions précises. Il faut juste savoir où regarder.
| Question | Où lire |
|---|---|
| Image $f(a)$ | on part de $a$ sur l'axe des abscisses, on monte jusqu'à la courbe, on lit l'ordonnée |
| Antécédents de $k$ | on trace la droite $y=k$ : les abscisses des points d'intersection |
| Solutions de $f(x)=0$ | les abscisses des points où la courbe coupe l'axe des abscisses |
| Solutions de $f(x)<0$ | les abscisses où la courbe est strictement en dessous de l'axe |
| Minimum / maximum | l'ordonnée du point le plus bas / le plus haut (pas son abscisse !) |
Sur cette parabole : $f(1)=-4$, $f(0)=-3$, l'équation $f(x)=0$ a deux solutions, $-1$ et $3$. La courbe est sous l'axe entre ces deux points : l'ensemble des solutions de $f(x)<0$ est $]-1\,;3[$, crochets ouverts car l'inégalité est stricte. Le minimum est $-4$, atteint en $x=1$.
On considère une fonction $f$ définie sur $[-2\,;4]$ dont la courbe représentative est une parabole de sommet $S(1\,;-4)$. Elle coupe l'axe des abscisses aux points…
On considère une fonction $f$ définie sur $[-2\,;4]$ dont la courbe représentative est une parabole de sommet $S(1\,;-4)$. Elle coupe l'axe des abscisses aux points $(-1\,;0)$ et $(3\,;0)$, et passe par le point $(0\,;-3)$. Pour cet exercice, aucune justification n'est demandée.
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Donner $f(1)$.
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Donner $f(0)$.
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Donner le nombre de solutions de l'équation $f(x)=0$, puis ces solutions.
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Donner l'ensemble des solutions de l'inéquation $f(x)<0$.
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Donner le minimum de $f$ sur $[-2\,;4]$.
Équations et inéquations
Chaque type d'équation a son réflexe.
Inéquations et signes
Pour $ax+b$, le signe change en $x=-\dfrac ba$ : du signe de $a$ à droite de cette valeur, du signe contraire à gauche. Ainsi $-2x+8$ s'annule en $4$, est positif pour $x<4$ et négatif pour $x>4$.
Pour $ax^2+bx+c$ avec deux racines $x1
Pour cet exercice, aucune justification n'est demandée. Les questions 1 et 2 sont des QCM à une seule bonne réponse. 1. Soit $A$ un événement tel que $P(A)=0{,}3$. La…
Pour cet exercice, aucune justification n'est demandée. Les questions 1 et 2 sont des QCM à une seule bonne réponse.
- Soit $A$ un événement tel que $P(A)=0{,}3$. La probabilité de l'événement contraire $\overline A$ est :
a. $0{,}3$ b. $0{,}7$ c. $1{,}3$ d. $0{,}03$
- Une équation de la droite de coefficient directeur $-1$ passant par le point $(0\,;2)$ est :
a. $y=-x+2$ b. $y=x-2$ c. $y=2x-1$ d. $y=-x-2$
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'équation $2x-5=x+1$.
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On lance deux pièces équilibrées. Donner la probabilité d'obtenir deux fois « face ».
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Donner l'ensemble des solutions de l'équation $(x-1)(x+3)=0$.
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Un élève a obtenu les notes 12, 8 et 16. Calculer sa moyenne.
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat. 1. Les événements $A$ et $B$ sont incompatibles, avec $P(A)=0{,}4$ et…
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat.
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Les événements $A$ et $B$ sont incompatibles, avec $P(A)=0{,}4$ et $P(B)=0{,}35$. Calculer $P(A\cup B)$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'équation $x^2-4x+4=0$.
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Le plan est muni d'un repère. Donner le coefficient directeur de la droite d'équation $2x-3y+6=0$.
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Donner le signe de $-2x+8$ selon les valeurs de $x$.
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Soit $f(x)=x^2-1$. Calculer $f(\sqrt3)$.
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Une variable aléatoire $X$ prend les valeurs $0$, $2$ et $5$ avec les probabilités respectives $0{,}5$, $0{,}3$ et $0{,}2$. Calculer $E(X)$.
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat. 1. Un club compte 50 adhérents : 30 pratiquent la natation, 25 pratiquent le…
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat.
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Un club compte 50 adhérents : 30 pratiquent la natation, 25 pratiquent le tennis et 10 pratiquent les deux. On choisit un adhérent au hasard. Donner la probabilité qu'il pratique la natation ou le tennis.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'inéquation $3x-2<7$ et écrire l'ensemble des solutions sous forme d'intervalle.
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Soit $f$ une fonction affine telle que $f(1)=5$ et $f(3)=11$. Donner l'expression de $f(x)$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'équation $x^2+x=0$.
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Une fonction $f$ définie sur $[-3\,;5]$ est décroissante sur $[-3\,;1]$ et croissante sur $[1\,;5]$, avec $f(-3)=4$, $f(1)=-2$ et $f(5)=7$. Donner le maximum de $f$ sur $[-3\,;5]$.
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Soit $f(x)=x^2-4x$. Calculer $f'(3)$.
Droites, fonctions, tangentes
Droite et fonction affine
Une droite non verticale a une équation réduite $y=mx+p$.
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Le coefficient directeur est $m=\dfrac{y_B-y_A}{x_B-x_A}$.
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L'ordonnée à l'origine $p$ est la valeur de $y$ pour $x=0$.
Pour $A(1\,;2)$ et $B(3\,;8)$ : $m=\dfrac{8-2}{3-1}=3$, puis $2=3\times1+p$ donne $p=-1$. La droite $(AB)$ a pour équation $y=3x-1$.
Pour une équation cartésienne $ax+by+c=0$ avec $b\neq0$, on isole $y$ : $2x-3y+6=0\iff y=\dfrac23x+2$, de coefficient directeur $\dfrac23$ (en général $-\dfrac ab$).
Deux droites $y=mx+p$ et $y=m'x+p'$ sont parallèles si $m=m'$ et, dans un repère orthonormé, perpendiculaires si $mm'=-1$. Une perpendiculaire à $y=2x+1$ a donc pour coefficient directeur $-\dfrac12$.
Tangente
Le nombre dérivé $f'(a)$ est le coefficient directeur de la tangente en $a$, d'équation
$$y=f(a)+f'(a)(x-a).$$Dérivées à connaître
| $f(x)$ | $f'(x)$ |
|---|---|
| $x^2$ ; $x^n$ | $2x$ ; $nx^{n-1}$ |
| $\dfrac1x$ | $-\dfrac1{x^2}$ |
| $\sqrt x$ | $\dfrac1{2\sqrt x}$ |
| $\mathrm{e}^x$ | $\mathrm{e}^x$ |
| $u\,v$ | $u'v+uv'$ |
Pour $f(x)=(x+1)\mathrm{e}^x$ : $u=x+1$, $v=\mathrm{e}^x$, donc $f'(x)=1\times\mathrm{e}^x+(x+1)\mathrm{e}^x=(x+2)\mathrm{e}^x$.
Les règles sur les puissances : $\mathrm{e}^a\times\mathrm{e}^b=\mathrm{e}^{a+b}$. Ainsi $\mathrm{e}^3\times\mathrm{e}^{-5}=\mathrm{e}^{-2}$, et $\mathrm{e}^{2x}=\mathrm{e}^{x+3}\iff 2x=x+3\iff x=3$.
Forme canonique et minimum
Pour $f(x)=x^2+bx+c$, on écrit $x^2+bx=\left(x+\dfrac b2\right)^2-\dfrac{b^2}4$. Par exemple $x^2-6x+5=(x-3)^2-9+5=(x-3)^2-4$. Le carré étant positif ou nul, le minimum est $-4$, atteint en $x=3$. De même, $x^2-4x=(x-2)^2-4$ a pour minimum $-4$.
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat. 1. Une urne contient 3 boules rouges et 5 boules bleues indiscernables au…
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat.
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Une urne contient 3 boules rouges et 5 boules bleues indiscernables au toucher. On tire une boule au hasard. Donner la probabilité d'obtenir une boule rouge.
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On lance un dé équilibré à 6 faces. Donner la probabilité d'obtenir un nombre pair.
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Le plan est muni d'un repère. Donner le coefficient directeur de la droite passant par $A(0\,;1)$ et $B(2\,;5)$.
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Soit $f$ la fonction définie sur $\mathbb R$ par $f(x)=-2x+3$. Calculer $f(4)$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'équation $x^2=25$.
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Dans une classe de 30 élèves, 12 sont demi-pensionnaires. Donner le pourcentage d'élèves demi-pensionnaires.
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat. 1. Le plan est muni d'un repère. Donner l'équation réduite de la droite $(AB)$…
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat.
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Le plan est muni d'un repère. Donner l'équation réduite de la droite $(AB)$ avec $A(1\,;2)$ et $B(3\,;8)$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'équation $2x^2=18$.
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On tire une carte au hasard dans un jeu de 32 cartes. Donner la probabilité de tirer un roi ou un cœur.
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Résoudre dans $\mathbb R\setminus\{2\}$ l'équation $\dfrac{x+1}{x-2}=0$.
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Soit $f(x)=x^2-3x$. Calculer $f(-2)$.
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La tangente à la courbe d'une fonction $f$ au point $A(1\,;2)$ passe aussi par le point $B(3\,;6)$. Donner $f'(1)$.
Probabilités élémentaires
Quand les issues sont équiprobables : $P(A)=\dfrac{\text{nombre de cas favorables}}{\text{nombre de cas possibles}}$. Une urne de 3 boules rouges et 5 bleues donne $P(\text{rouge})=\dfrac38$ ; un dé donne $P(\text{pair})=\dfrac36=\dfrac12$.
Tirages et arbres
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Avec remise : les tirages sont indépendants, on multiplie les probabilités.
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Sans remise : on met à jour la composition de l'urne. Avec 3 rouges et 2 vertes, deux rouges de suite : $\dfrac35\times\dfrac24=\dfrac3{10}$.
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Arbre pondéré : on multiplie le long d'un chemin, on additionne les chemins. Avec $P(A)=0{,}3$, $P_A(B)=0{,}4$, $P_{\overline A}(B)=0{,}1$ : $P(B)=0{,}3\times0{,}4+0{,}7\times0{,}1=0{,}12+0{,}07=0{,}19$.
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Tableau d'effectifs : sur 200 clients, 120 prennent une baguette, dont 30 aussi une pâtisserie, donc $P_B(P)=\dfrac{30}{120}=0{,}25$. On divise par l'effectif de la condition ($B$), non par le total.
Espérance et jeu équitable
Pour une variable $X$ de valeurs $0$, $2$, $5$ et de probabilités $0{,}5$, $0{,}3$, $0{,}2$ : $E(X)=0\times0{,}5+2\times0{,}3+5\times0{,}2=1{,}6$.
Un jeu est équitable quand l'espérance du gain net est nulle, c'est-à-dire quand la mise est égale à l'espérance du gain. Si l'on gagne 6 € avec une probabilité de $\dfrac16$ : $E=6\times\dfrac16=1$, la mise équitable est 1 €.
Vers le début : pour un roi ou un cœur, on a bien retranché le roi de cœur compté deux fois, et on obtient $\dfrac{11}{32}$ sans calculatrice.
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat. 1. Dans une boulangerie, sur 200 clients, 120 achètent une baguette ($B$). Parmi…
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat.
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Dans une boulangerie, sur 200 clients, 120 achètent une baguette ($B$). Parmi ces 120 clients, 30 achètent aussi une pâtisserie ($P$). On choisit un client au hasard. Calculer $P_B(P)$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'équation $x^2-3x-4=0$.
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On lance un dé équilibré à 6 faces. On gagne 6 € si on obtient 6, et 0 € sinon. Quelle mise rend le jeu équitable ?
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Soit $f(x)=x^2$. Donner l'équation réduite de la tangente à la courbe de $f$ au point d'abscisse $3$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'inéquation $x^2<4$.
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Donner les coordonnées du sommet de la parabole d'équation $y=-x^2+4x$.
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat. 1. Soit un arbre pondéré avec $P(A)=0{,}3$, $P_A(B)=0{,}4$ et…
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat.
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Soit un arbre pondéré avec $P(A)=0{,}3$, $P_A(B)=0{,}4$ et $P_{\overline A}(B)=0{,}1$. Calculer $P(B)$.
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Soit $f(x)=(x+1)e^x$. Donner l'expression de $f'(x)$.
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Simplifier $e^{3}\times e^{-5}$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'équation $e^{2x}=e^{x+3}$.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'inéquation $-x^2+9\geqslant 0$.
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Dans un repère orthonormé, la droite $d$ a pour équation $y=2x+1$. Donner le coefficient directeur d'une droite perpendiculaire à $d$.
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat. 1. Les événements $A$ et $B$ sont indépendants, avec $P(A)=0{,}5$ et…
Dans cet exercice, aucune justification n'est demandée : donner uniquement le résultat.
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Les événements $A$ et $B$ sont indépendants, avec $P(A)=0{,}5$ et $P(B)=0{,}2$. Calculer $P(A\cap B)$ puis $P(A\cup B)$.
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Une urne contient 3 boules rouges et 2 boules vertes. On tire successivement et sans remise deux boules. Calculer la probabilité d'obtenir deux boules rouges.
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Écrire $f(x)=x^2-6x+5$ sous forme canonique.
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Soit $f(x)=\dfrac1x$ pour $x\neq0$. Donner l'équation réduite de la tangente à la courbe de $f$ au point d'abscisse $1$.
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Donner le minimum de la fonction $x\mapsto x^2-4x$ sur $[0\,;5]$ et la valeur de $x$ où il est atteint.
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Résoudre dans $\mathbb R$ l'inéquation $e^{x}>1$.
L'essentiel
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Lecture graphique : $f(a)$ = ordonnée en $a$ ; $f(x)=0$ = abscisses des intersections avec l'axe ; minimum = une ordonnée.
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Équations : $x^2=k$, produit nul, quotient (valeurs interdites), $\Delta=b^2-4ac$, $\mathrm{e}^a=\mathrm{e}^b\iff a=b$.
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Signes : $ax+b$ du signe de $a$ à droite de sa racine ; trinôme du signe de $a$ à l'extérieur des racines ; sens inversé en multipliant par un négatif.
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Droites et tangentes : $m=\dfrac{y_B-y_A}{x_B-x_A}$ ; perpendiculaires si $mm'=-1$ ; tangente $y=f(a)+f'(a)(x-a)$.
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Probabilités : contraire, réunion, indépendance, $P_A(B)$, arbre pondéré, probabilités totales, espérance et mise équitable.
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Sans calculatrice et sans justification, c'est la précision du résultat qui compte : vérifie-le toujours rapidement.