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D.S : Densité de prpbabilité et convexité

Date : 16/05
Durée : 0h 50
Calculatrice autorisée

Exercice 1 : (6 points)

On donnera les valeurs exactes des probabilités, puis leurs valeurs approchées arrondies à 0,001 près. La durée de vie X (en années) d'un composant électronique fabriqué dans l'usine SansGong suit une loi de densité $f$ définie par $f(x)=\frac{2}{3}x-\frac{2}{9}x^2$ sur $[0,3]$.

On achète un composant :

1. Montrer que $f$ définit une fonction de densité de probabilité sur $[0,3]$.

2. Quelle est la probabilité $P_1$ qu'il soit hors d'usage avant un an ?

3. Quelle est la probabilité $P_2$ qu'il casse pendant la deuxième année ?

Exercice 2 : (14 points)

Soit $f$ la fonction définie sur $[0,5;10]$ par $f(x)=\frac{\ln x}{x}$ dont la courbe représentative C$f$ est tracée ci-dessous.

Graphique de la fonction f

1. a) Montrer que pour tout $x \in [0,5;10], f'(x)=\frac{1-\ln x}{x^2}$.

b) Étudier le signe de $f'$ puis en déduire le tableau de variation de $f$.

2. a) Donner une équation de la tangente (T) à la courbe C$f$ au point d'abscisse 1.

b) Tracer (T) en expliquant la méthode utilisée.

3. a) Montrer que pour tout $x \in [0,5;10], f''(x)=\frac{-3+2\ln x}{x^3}$.

b) Étudier le signe de $f''$.

c) En déduire que C$f$ admet un point d'inflexion E dont on précisera les coordonnées.

d) Quelle particularité a la tangente à la courbe C$f$ au point E.

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