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Friday, 2 August 2024

E3C2 – 1ère Dans une usine, un four cuit des céramiques à la température de $1~000$°C. À la fin de la cuisson, on éteint le four et commence alors la phase de refroidissement. Pour un nombre entier naturel $n$, on note $T_n$ la température en degré Celsius du four au bout de $n$ heures écoulées à partir de l'instant où il a été éteint. On a donc $T_0= 1~000$. La température $T_n$ est calculée grâce à l'algorithme suivant:$$\begin{array}{|l|} \hline T \leftarrow 1~000\\ \text{Pour $i$ allant de $1$ à $n$}\\ \hspace{0. 5cm} T\leftarrow 0, 82\times T+3, 6\\ \text{Fin Pour}\\ \end{array}$$ Quelle est la température du four après une heure de refroidissement? $\quad$ Exprimer $T_{n+1}$ en fonction de $T_n$. Déterminer la température du four arrondie à l'unité après $4$ heures de refroidissement. La porte du four peut être ouverte sans risque pour les céramiques dès que sa température est inférieure à $70$°C. Afin de déterminer le nombre d'heures au bout duquel le four peut être ouvert sans risque, on définit une fonction « froid » en langage Python.

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$$\begin{array}{|ll|} 1&\hspace{0. 5cm}\textcolor{blue}{\text{def}}\text{froid():}\\ 2&\hspace{1cm}\text{T=}\textcolor{Green}{1000}\\ 3&\hspace{1cm}\text{n=}\textcolor{Green}{0}\\ 4&\hspace{1cm}\textcolor{blue}{\text{while}}\ldots:\hspace{1cm}\\ 5&\hspace{1. 5cm}\text{T=}\ldots\\ 6&\hspace{1. 5cm}\text{n=n+}\textcolor{Green}{1}\\ 7&\hspace{1cm}\textcolor{blue}{\text{return}} \text{n}\\ Recopier et compléter les instructions $4$ et $5$. Déterminer le nombre d'heures au bout duquel le four peut être ouvert sans risque pour les céramiques. Correction Exercice $0, 82\times 1~000+3, 6=823, 6$ Ainsi $T_1=823, 6$. La température du four après une heure de refroidissement est $823, 6$°C. D'après l'algorithme, pour tout entier naturel $n$, on a $T_{n+1}=0, 82T_n+3, 6$. On a: $\begin{align*} T_2&=0, 82T_1+3, 6\\ &=678, 952\end{align*}$ $\begin{align*} T_3&=0, 82T_2+3, 6\\ &\approx 560\end{align*}$ $\begin{align*} T_4&=0, 82T_3+3, 6\\ &\approx 463\end{align*}$ La température du four arrondie à l'unité après $4$ heures de refroidissement est $463$°C.

On obtient le code suivant: 4&\hspace{1cm}\textcolor{blue}{\text{while}}\text{ T$\pg$}\textcolor{Green}{70}:\hspace{1cm}\\ 5&\hspace{1. 5cm}\text{T=}\textcolor{Green}{0. 82}\times \text{T +}\textcolor{Green}{3. 6}\\ Remarque: La ligne $5$ du code python correspond à la ligne $3$ du pseudo code fournit précédemment Voici les premières valeurs prises par $T_n$, arrondies au centième. $\begin{array}{|c|c|} n& T_n\\ \hline 0& 1000\\ \hline 1& 823, 6\\ \hline 2& 678, 95\\ \hline 3& 560, 34\\ \hline 4& 463, 08\\ \hline 5& 383, 33\\ \hline 6& 317, 93\\ \hline 7& 264, 30\\ \hline 8& 220, 33\\ \hline 9& 184, 27\\ \hline 10& 154, 70\\ \hline 11& 130, 45\\ \hline 12& 110, 57\\ \hline 13& 94, 27\\ \hline 14& 80, 90\\ \hline 15& 69, 94\\ \hline \end{array}$ On peut donc ouvrir le four sans risque pour les céramiques au bout de $15$ heures. [collapse] Les sujets proviennent de la banque nationale de sujets sous licence

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