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Brevet de maths 2022 Centres étrangers : sujet

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Voici le sujet du brevet de mathématiques de la session des Centres étrangers, passé le 14 juin 2022. Il propose un QCM sur la fonction \(f(x)=2x+3\) et un test de triangle rectangle, des statistiques sur la course cycliste Paris-Nice 2021, une figure à démontrer avec Pythagore et Thalès, deux programmes Scratch qui dessinent des parallélogrammes, et un problème de boîtes de truffes au chocolat avec diviseurs communs et volumes. Cherche d'abord seul chaque exercice, en temps limité, avant de lire le corrigé détaillé, présenté sur une page à part.

Diplôme national du brevet · Session 2022

Centres étrangers · 14 juin 2022

Épreuve de mathématiques · Durée : 2 heures

Exercice 1 19 points

Les deux parties de cet exercice sont indépendantes.

Partie A :

Cette partie est un questionnaire à choix multiples (QCM).

Pour chaque question, trois réponses sont proposées, une seule est exacte. Recopier le numéro de la question et indiquer, sans justifier dans cette partie seulement, la réponse choisie.

Dans toute cette partie, on considère la fonction définie par :

\[f(x)=2x+3.\]

1. La représentation graphique de cette fonction est :

Réponse A Réponse B Réponse C
Réponse A : repère avec une droite croissante qui coupe l'axe des ordonnées en 3 Réponse B : repère avec une droite horizontale située à la hauteur 3 Réponse C : repère avec une droite croissante qui passe par l'origine

2. L'image de \(-2\) par la fonction \(f\) est :

Réponse A Réponse B Réponse C
\(-7\) \(-1\) \(3\)

3. Dans cette feuille de calcul extraite d'un tableur, la formule à saisir dans la cellule B2 avant de l'étirer vers la droite est :

A B C
1 \(x\) \(-2\) \(-1\)
2 \(f(x)\)
Réponse A Réponse B Réponse C
=2*A1 +3 =2*B1 +3 =2*(-2) +3

Partie B :

1. Montrer que : \((2x-1)(3x+4)-2x=6x^2+3x-4\).

2. On considère le triangle CDE tel que : CD = \(3{,}6\) cm ; CE = \(4{,}2\) cm et DE = \(5{,}5\) cm.

Le triangle CDE est-il rectangle ?

Exercice 2 20 points

Paris-Nice est une course cycliste qui se déroule chaque année et qui mène les coureurs de la région parisienne à la région niçoise. L'édition 2021 s'est déroulée en 7 étapes décrites ci-dessous :

Étape Date Profil Parcours Distance
1 Dimanche 7 mars Accidenté Saint-Cyr-l'École → Saint-Cyr-l'École 166 km
2 Lundi 8 mars Plat Oinville-sur-Montcient → Amilly 188 km
3 Mercredi 10 mars Accidenté Chalon-sur-Saône → Chiroubles 187,5 km
4 Jeudi 11 mars Plat Vienne → Bollène 200 km
5 Vendredi 12 mars Accidenté Brignoles → Biot 202,5 km
6 Samedi 13 mars Montagneux Le Broc → Valdeblore La Colmiane 119,5 km
7 Dimanche 14 mars Accidenté Le Plan-du-Var → Levens 93 km

1. On étudie la série des distances parcourues par étape.

a. Calculer la distance moyenne parcourue par étape, arrondie au dixième de km.

b. Calculer la médiane des distances parcourues par étape.

c. Calculer l'étendue de la série formée par les distances parcourues par étape.

2. Un journaliste affirme : « Environ 57 % du nombre total d'étapes de cette édition se sont déroulées sur un parcours accidenté. »

A-t-il raison ? Expliquer votre réponse.

3. L'Allemand Maximilian SCHACHMANN a remporté la course en 28 h 50 min.

Le dernier au classement général a effectué l'ensemble du parcours en 30 h 12 min.

Combien de retard le dernier au classement a-t-il accumulé par rapport au vainqueur ?

4. L'Irlandais Sam BENNETI a remporté la première étape en 3 h 51 min.

Déterminer sa vitesse moyenne en km/h, arrondie à l'unité, lors de cette étape.

Exercice 3 21 points

On considère la figure suivante, où toutes les longueurs sont données en centimètre. Les points C, A et E sont alignés et les points B, A et D sont alignés.

La figure n'est pas représentée en vraie grandeur.

Deux droites horizontales, (BC) en bas et (DE) en haut, et une droite verticale passant par B, A et D avec un angle droit en B ; la droite (CE) passe par A ; on lit AC = 8, AD = 9,6, AE = 19,2 et un angle de 60 degrés en A entre (AC) et (AB)

1. Prouver que le segment [AB] mesure 4 cm.

2. En utilisant la question précédente, démontrer que les droites (BC) et (DE) sont parallèles.

3. En déduire que la droite (DB) est perpendiculaire à la droite (DE).

4. Calculer l'aire du triangle ADE arrondie à l'unité.

Exercice 4 15 points

Dans cet exercice, toutes les longueurs sont exprimées en pixel.

Partie A :

Un professeur donne à ses élèves un motif en forme de parallélogramme et le script, en partie rédigé, qui permet de tracer ce motif.

On précise que le lutin est au point de départ, comme indiqué sur la figure ci-dessous, et qu'il est orienté vers la droite :

À gauche, un parallélogramme de côtés 40 pixels et 30 pixels, avec un angle de 40 degrés au point de départ et un angle de 140 degrés à l'autre extrémité du côté de base ; à droite, le script du motif : définir motif, répéter 2 fois, avancer de 40

Recopier dans le bon ordre, sur votre copie, les instructions suivantes à insérer dans le script du motif permettant de tracer le parallélogramme ci-dessus :

Trois blocs Scratch : avancer de 30, tourner à gauche de 40 degrés, tourner à gauche de 140 degrés

Partie B :

Le professeur demande ensuite à ses élèves d'intégrer ce script dans un programme de leur choix permettant de tracer des figures composées de plusieurs de ces motifs.

Voici les programmes écrits par deux élèves.

Programme de l'élève A : quand flèche droite est cliqué, effacer tout, aller à x -230 y -170, s'orienter à 90, répéter 9 fois (stylo en position d'écriture, Motif, relever le stylo, avancer de 50). Programme de l'élève B : quand espace est cliqué, effacer tout, aller à x 0 y 0, stylo en position d'écriture, répéter 9 fois (Motif, tourner à gauche de 40 degrés), relever le stylo

On rappelle que « s'orienter à 90 » signifie que l'on est orienté vers la droite.

1. Quelle action au clavier permet de lancer le programme de l'élève B ?

2. Parmi les figures suivantes, indiquer, ici sans justifier :

a. laquelle est obtenue avec le programme de l'élève A ?

b. laquelle est obtenue avec le programme de l'élève B ?

Quatre figures numérotées : figure 1, neuf parallélogrammes alignés avec de petits écarts ; figure 2, neuf parallélogrammes disposés autour d'un polygone central ; figure 3, neuf parallélogrammes alignés qui se touchent ; figure 4, neuf parallélogrammes en étoile autour d'un même sommet central

Exercice 5 25 points

Pour fêter les 25 ans de sa boutique, un chocolatier souhaite offrir aux premiers clients de la journée une boîte contenant des truffes au chocolat.

1. Il a confectionné 300 truffes : 125 truffes parfumées au café et 175 truffes enrobées de noix de coco. Il souhaite fabriquer ces boîtes de sorte que :

  • Le nombre de truffes parfumées au café soit le même dans chaque boîte ;
  • Le nombre de truffes enrobées de noix de coco soit le même dans chaque boîte ;
  • Toutes les truffes soient utilisées.

a. Décomposer 125 et 175 en produit de facteurs premiers.

b. En déduire la liste des diviseurs communs à 125 et 175.

c. Quel nombre maximal de boîtes pourra-t-il réaliser ?

d. Dans ce cas, combien y aura-t-il de truffes de chaque sorte dans chaque boîte ?

2. Le chocolatier souhaite fabriquer des boîtes contenant 12 truffes. Pour cela, il a le choix entre deux types de boîtes qui peuvent contenir les 12 truffes, et dont les caractéristiques sont données ci-dessous :

À gauche, boîte de type A en forme de pyramide à base carrée ; à droite, boîte de type B en forme de pavé droit

Type A Type B
Pyramide à base carrée de côté 4,8 cm et de hauteur 5 cm Pavé droit de longueur 5 cm, de largeur 3,5 cm et de hauteur 3,5 cm

Dans cette question, chacune des 12 truffes est assimilée à une boule de diamètre \(1{,}5\) cm.

À l'intérieur d'une boîte, pour que les truffes ne s'abîment pas pendant le transport, le volume occupé par les truffes doit être supérieur au volume non occupé par les truffes.

Quel(s) type(s) de boîte le chocolatier doit-il choisir pour que cette condition soit respectée ?

Rappels :
Le volume d'une boule de rayon \(r\) est : \(\dfrac{4}{3}\times\pi\times r^3\)
Le volume d'une pyramide est : \(\dfrac{\text{aire de la base}\times\text{hauteur}}{3}\)
Le volume d'un pavé droit est : longueur \(\times\) largeur \(\times\) hauteur

Voir le corrigé du brevet de maths 2022 Centres étrangers