Baccalauréat 2016 MATHÉMATIQUES Série ES-L

sujet : Asie 2016

Corrigé de l'exercice 3 : candidats ayant suivi l'enseignement de spécialité ES

partie a

On considère le graphe 𝒢 ci-dessous :

Graphe : L'illustration svg n'est pas visible par votre navigateur.
  1. En justifiant la réponse, dire si ce graphe admet une chaîne eulérienne. Si oui, donner une telle chaîne.

    Les degrés des sommets du graphe sont :

    SommetsABCDEFGHIJK
    Degrés33434633333

    Le nombre de sommets de degré impair est supérieur à 2 donc le graphe 𝒢 n'admet pas une chaîne eulérienne.


  2. On considère la matrice M ci-après (a, b, c et d sont des nombres réels). M=(0111000000010001100000100a1110000100001b0000011000011000111000111000110000010000011000010000c100001000001100010000d001110)

    1. Déterminer les réels a, b, c et d pour que la matrice M représente la matrice d'adjacence associée au graphe 𝒢, les sommets étant pris dans l'ordre alphabétique.

      Les sommets C et D ne sont pas adjacents donc a=0



      Les sommets D et G sont adjacents donc b=1


      Les sommets I et E sont adjacents donc c=1


      Les sommets K et E ne sont pas adjacents donc d=0


      remarque :

      Le graphe 𝒢 n'est pas orienté, on peut donc déterminer les réels a, b, c et d en utilisant la symétrie de la matrice M par rapport à la diagonale.

    2. On donne M3=(08108000555080001013600051000011169000680007128000401011700010107001316120001313120069800055705000101350008500010135000850007127000705640008870) Déterminer, en justifiant, le nombre de chemins de longueur 3 reliant A à J. Préciser ces chemins.

      Le nombre de chaînes de longueur 3 reliant A à J est égal au terme a1;10 situé à l'intersection de la première ligne et de la dixième colonne de la matrice M3.

      a1;10=5 il y a donc 5 chaînes de longueur 3 reliant A à J : {A;B;F;J}, {A;C;F;J}, {A;C;G;J}, {A;D;F;J}, {A;D;G;J}.


partie a

On oriente et on pondère le graphe 𝒢 ci-dessus pour qu'il représente un réseau d'irrigation.

Graphe orienté pondéré : L'illustration svg n'est pas visible par votre navigateur.
  • Le sommet A correspond au départ d'eau, le sommet K au bassin d'infiltration et les autres sommets représentent les stations de régulation.
  • Les arêtes représentent les canaux d'irrigation et les flèches, le sens du ruissellement.
  • La pondération donne, en km, les distances entre les différentes stations du réseau.

Déterminer un chemin de longueur minimale entre le départ d'eau en A et le bassin d'infiltration en K et donner sa longueur.

Pour déterminer la chaîne de poids minimal entre les sommets A et K on utilise l'algorithme de Dijkstra :

Graphe, algorithme de Dijkstra : L'illustration svg n'est pas visible par votre navigateur.
ABCDEFGHIJKSommet sélectionné
 0 

A (0)

2 (A) 5 (A)3 (A)

B (2)

5(A)3 (A) 8 (B) 4 (B)

D (3)

5(A)8 (B)4 (B) 8 (D)

F (4)

5(A)8 (B)8 (D)7 (F)8 (F)9 (F)

C (5)

8 (B)8 (D)7 (F)8 (F)9 (F)

H (7)

8 (B)8 (D)8 (F)9 (F)9 (H)

E (8)

8 (D)8 (F)9 (F)9 (H)

G (8)

8 (F)9 (F)9 (H)

I (8)

9 (F)9 (H)

J (9)

9 (H)

K (9)


Le sommet K étant marqué, pour lire la chaîne de poids minimal, on part de K et on "remonte" la chaîne en suivant les prédécesseurs. KHFBA.

Le chemin de longueur minimale entre le départ d'eau en A et le bassin d'infiltration en K est A - B - F - H - K d'une longueur de 9 km.



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