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The vector equation of a line passing through the point (1, 3, 4) and parallel to the vector i + 2j + 2k is

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Step-by-step solution

40 steps

voici les solutions détaillées pour chaque question :

Part 1· 2 steps

L'équation vectorielle de la droite passant par le point (1,3,4)(1, 3, 4) et parallèle au vecteur i−2j+2ki - 2j + 2k est

  1. Identifier le point et le vecteur directeur.

    Le point par lequel la droite passe est P0(1,3,4)P_0(1, 3, 4), ce qui correspond au vecteur position r0⃗=i+3j+4k\vec{r_0} = i + 3j + 4k.
    Le vecteur directeur de la droite est v⃗=i−2j+2k\vec{v} = i - 2j + 2k.

  2. Appliquer la formule de l'équation vectorielle d'une droite.

    L'équation vectorielle d'une droite est donnée par r⃗=r0⃗+λv⃗\vec{r} = \vec{r_0} + \lambda \vec{v}, où λ\lambda est un scalaire.
    En substituant les valeurs :

    r⃗=(i+3j+4k)+λ(i−2j+2k)\vec{r} = (i + 3j + 4k) + \lambda(i - 2j + 2k)

    La réponse est C. R=i+3j+4k+λ(i−2j+2k)\boxed{\text{C. } R = i + 3j + 4k + \lambda(i - 2j + 2k)}.

Part 2· 4 steps

Une relation binaire RR est définie sur l'ensemble des nombres naturels N\mathbb{N} par mRn  ⟹  m+nmRn \implies m+n est impair. La relation est

  1. Vérifier la réflexivité.

    Une relation est réflexive si mRmmRm pour tout m∈Nm \in \mathbb{N}.
    mRm  ⟹  m+m=2mmRm \implies m+m = 2m est impair.
    Ceci est faux, car 2m2m est toujours un nombre pair. Par exemple, 1+1=21+1=2 (pair), 2+2=42+2=4 (pair).
    Donc, la relation n'est pas réflexive.

  2. Vérifier la symétrie.

    Une relation est symétrique si mRn  ⟹  nRmmRn \implies nRm.
    Si mRnmRn, alors m+nm+n est impair.
    Alors n+mn+m est aussi impair, car n+m=m+nn+m = m+n.
    Donc, la relation est symétrique.

  3. Vérifier la transitivité.

    Une relation est transitive si mRnmRn et nRp  ⟹  mRpnRp \implies mRp.
    Si mRnmRn, alors m+nm+n est impair. Cela signifie que l'un des nombres est pair et l'autre est impair.
    Si nRpnRp, alors n+pn+p est impair. Cela signifie que l'un des nombres est pair et l'autre est impair.
    Prenons un exemple :
    Soit m=2m=2 (pair), n=3n=3 (impair). Alors m+n=2+3=5m+n = 2+3=5 est impair, donc 2R32R3.
    Soit n=3n=3 (impair), p=4p=4 (pair). Alors n+p=3+4=7n+p = 3+4=7 est impair, donc 3R43R4.
    Maintenant, vérifions mRpmRp: m+p=2+4=6m+p = 2+4=6 est pair.
    Puisque m+pm+p est pair, mRpmRp est faux.
    Donc, la relation n'est pas transitive.

  4. Vérifier l'anti-symétrie.

    Une relation est anti-symétrique si mRnmRn et nRm  ⟹  m=nnRm \implies m=n.
    Nous avons montré que la relation est symétrique.
    Prenons m=2m=2 et n=3n=3. m+n=5m+n=5 est impair, donc 2R32R3. n+m=5n+m=5 est impair, donc 3R23R2.
    Cependant, 2≠32 \neq 3.
    Donc, la relation n'est pas anti-symétrique.

    Conclusion: La relation est seulement symétrique.
    La réponse est B. Symmetric only\boxed{\text{B. Symmetric only}}.

Part 3· 4 steps

Étant donné que les racines de l'équation x2−14x+k=0x^2 - 14x + k = 0 sont mm et nn, et que 3m=4n3m = 4n, la valeur de la constante kk est

  1. Utiliser les relations de Viète.

    Pour une équation quadratique ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0, la somme des racines est m+n=−bam+n = -\frac{b}{a} et le produit des racines est mn=camn = \frac{c}{a}.
    Pour x2−14x+k=0x^2 - 14x + k = 0, on a a=1,b=−14,c=ka=1, b=-14, c=k.

    m+n=−(−14)/1=14(1)m+n = -(-14)/1 = 14 \quad (1) mn=k/1=k(2)mn = k/1 = k \quad (2)
  2. Utiliser la condition donnée 3m=4n3m = 4n.

    De 3m=4n3m = 4n, on peut exprimer mm en fonction de nn:

    m=43n(3)m = \frac{4}{3}n \quad (3)
  3. Substituer (3) dans (1) pour trouver nn.

    43n+n=14\frac{4}{3}n + n = 14 4n+3n3=14\frac{4n+3n}{3} = 14 7n3=14\frac{7n}{3} = 14 7n=14×37n = 14 \times 3 7n=427n = 42 n=427=6n = \frac{42}{7} = 6
  4. Trouver mm et kk.

    En utilisant m=43nm = \frac{4}{3}n:

    m=43(6)=4×2=8m = \frac{4}{3}(6) = 4 \times 2 = 8

    En utilisant k=mnk = mn:

    k=(8)(6)=48k = (8)(6) = 48

    La réponse est D. 48\boxed{\text{D. } 48}.

Part 4· 3 steps

Le gradient de la tangente à la courbe avec les équations paramétriques x=t2x = t^2 et y=3ty = 3t, au point où t=1t=1, est

  1. Calculer les dérivées de xx et yy par rapport à tt.

    dxdt=ddt(t2)=2t\frac{dx}{dt} = \frac{d}{dt}(t^2) = 2t dydt=ddt(3t)=3\frac{dy}{dt} = \frac{d}{dt}(3t) = 3
  2. Calculer le gradient dydx\frac{dy}{dx} en utilisant la règle de la chaîne.

    dydx=dy/dtdx/dt=32t\frac{dy}{dx} = \frac{dy/dt}{dx/dt} = \frac{3}{2t}
  3. Évaluer le gradient au point où t=1t=1.

    dydx∣t=1=32(1)=32\left.\frac{dy}{dx}\right|_{t=1} = \frac{3}{2(1)} = \frac{3}{2}

    La réponse est D. 32\boxed{\text{D. } \frac{3}{2}}.

Part 5· 3 steps

L'intervalle de valeurs de xx pour lequel ∣x∣>∣2−x∣|x| > |2-x| est

  1. Élever les deux côtés de l'inégalité au carré.

    Puisque les deux côtés de l'inégalité sont des valeurs absolues (donc non négatives), on peut les élever au carré sans changer le sens de l'inégalité.

    (∣x∣)2>(∣2−x∣)2(|x|)^2 > (|2-x|)^2 x2>(2−x)2x^2 > (2-x)^2
  2. Développer et simplifier l'inégalité.

    x2>4−4x+x2x^2 > 4 - 4x + x^2

    Soustraire x2x^2 des deux côtés :

    0>4−4x0 > 4 - 4x

    Ajouter 4x4x aux deux côtés :

    4x>44x > 4
  3. Résoudre pour xx.

    x>44x > \frac{4}{4} x>1x > 1

    La réponse est A. x>1\boxed{\text{A. } x > 1}.

Part 6· 4 steps

Lorsqu'une fonction polynomiale f(x)f(x) est divisée par x+1x+1, le quotient est 2x2+x−22x^2+x-2 et le reste est 3. Le polynôme f(x)f(x) est

  1. Utiliser le théorème de la division euclidienne pour les polynômes.

    Le théorème stipule que f(x)=Q(x)D(x)+R(x)f(x) = Q(x)D(x) + R(x), où Q(x)Q(x) est le quotient, D(x)D(x) est le diviseur et R(x)R(x) est le reste.
    Ici, D(x)=x+1D(x) = x+1, Q(x)=2x2+x−2Q(x) = 2x^2+x-2, et R(x)=3R(x) = 3.

  2. Substituer les expressions dans la formule.

    f(x)=(2x2+x−2)(x+1)+3f(x) = (2x^2+x-2)(x+1) + 3
  3. Développer le produit.

    f(x)=2x2(x+1)+x(x+1)−2(x+1)+3f(x) = 2x^2(x+1) + x(x+1) - 2(x+1) + 3 f(x)=(2x3+2x2)+(x2+x)−(2x+2)+3f(x) = (2x^3 + 2x^2) + (x^2 + x) - (2x + 2) + 3
  4. Regrouper les termes similaires.

    f(x)=2x3+(2x2+x2)+(x−2x)+(−2+3)f(x) = 2x^3 + (2x^2 + x^2) + (x - 2x) + (-2 + 3) f(x)=2x3+3x2−x+1f(x) = 2x^3 + 3x^2 - x + 1

    La réponse est C. 2x3+3x2−x+1\boxed{\text{C. } 2x^3+3x^2-x+1}.

Part 7· 4 steps

La valeur de θ\theta pour laquelle 23sin⁡(θ−π3)+5\frac{2}{3\sin(\theta - \frac{\pi}{3}) + 5} est maximale est

  1. Déterminer la condition pour maximiser la fraction.

    Pour que la fraction 23sin⁡(θ−π3)+5\frac{2}{3\sin(\theta - \frac{\pi}{3}) + 5} soit maximale, son dénominateur 3sin⁡(θ−π3)+53\sin(\theta - \frac{\pi}{3}) + 5 doit être minimal.

  2. Trouver la valeur minimale du terme sinus.

    La valeur minimale de la fonction sinus est −1-1.
    Donc, sin⁡(θ−π3)=−1\sin(\theta - \frac{\pi}{3}) = -1.

  3. Calculer la valeur minimale du dénominateur.

    Le dénominateur minimal est 3(−1)+5=−3+5=23(-1) + 5 = -3 + 5 = 2.

  4. Résoudre l'équation pour θ\theta.

    L'équation sin⁡(θ−π3)=−1\sin(\theta - \frac{\pi}{3}) = -1 a pour solution générale :

    θ−π3=3π2+2nπouˋ n∈Z\theta - \frac{\pi}{3} = \frac{3\pi}{2} + 2n\pi \quad \text{où } n \in \mathbb{Z}

    Ajouter π3\frac{\pi}{3} aux deux côtés :

    θ=3π2+π3+2nπ\theta = \frac{3\pi}{2} + \frac{\pi}{3} + 2n\pi

    Mettre sur un dénominateur commun :

    θ=9π6+2π6+2nπ\theta = \frac{9\pi}{6} + \frac{2\pi}{6} + 2n\pi θ=11π6+2nπ\theta = \frac{11\pi}{6} + 2n\pi

    En prenant n=0n=0, on obtient θ=11π6\theta = \frac{11\pi}{6}.
    La réponse est D. 11π6\boxed{\text{D. } \frac{11\pi}{6}}.

Part 8· 3 steps

L'ensemble des valeurs de xx pour lesquelles (x−1)(x−3)(2x+1)>0(x-1)(x-3)(2x+1) > 0 est

  1. Trouver les points critiques.

    Les points critiques sont les valeurs de xx pour lesquelles chaque facteur est nul :
    x−1=0  ⟹  x=1x-1 = 0 \implies x = 1
    x−3=0  ⟹  x=3x-3 = 0 \implies x = 3
    2x+1=0  ⟹  x=−122x+1 = 0 \implies x = -\frac{1}{2}
    Classons-les par ordre croissant : −12,1,3-\frac{1}{2}, 1, 3.

  2. Analyser le signe du produit dans chaque intervalle.

    • Pour x<−12x < -\frac{1}{2} (par exemple x=−1x=-1) : (x−1)(x-1) est négatif (−2-2) (x−3)(x-3) est négatif (−4-4) (2x+1)(2x+1) est négatif (−1-1) Le produit est (−)(−)(−)=−(-)(-)(-) = - (négatif).
    • Pour −12<x<1-\frac{1}{2} < x < 1 (par exemple x=0x=0) : (x−1)(x-1) est négatif (−1-1) (x−3)(x-3) est négatif (−3-3) (2x+1)(2x+1) est positif (1) Le produit est (−)(−)(+)=+(-)(-)(+) = + (positif).
    • Pour 1<x<31 < x < 3 (par exemple x=2x=2) : (x−1)(x-1) est positif (1) (x−3)(x-3) est négatif (−1-1) (2x+1)(2x+1) est positif (5) Le produit est (+)(−)(+)=−(+)(-)(+) = - (négatif).
    • Pour x>3x > 3 (par exemple x=4x=4) : (x−1)(x-1) est positif (3) (x−3)(x-3) est positif (1) (2x+1)(2x+1) est positif (9) Le produit est (+)(+)(+)=+(+)(+)(+) = + (positif).
  3. Identifier les intervalles où le produit est positif.

    Le produit est positif lorsque −12<x<1-\frac{1}{2} < x < 1 ou x>3x > 3.
    La réponse est D. −12<x<1 ou x>3\boxed{\text{D. } -\frac{1}{2} < x < 1 \text{ ou } x > 3}.

Part 9· 3 steps

Étant donné que y=xsin⁡xy = x^{\sin x}, où x>0x > 0, trouver dydx\frac{dy}{dx}.

  1. Utiliser la différenciation logarithmique.

    Prendre le logarithme naturel des deux côtés de l'équation :

    ln⁡y=ln⁡(xsin⁡x)\ln y = \ln(x^{\sin x})

    Utiliser la propriété des logarithmes ln⁡(ab)=bln⁡a\ln(a^b) = b \ln a :

    ln⁡y=(sin⁡x)ln⁡x\ln y = (\sin x) \ln x
  2. Différencier implicitement par rapport à xx.

    1ydydx=ddx[(sin⁡x)ln⁡x]\frac{1}{y} \frac{dy}{dx} = \frac{d}{dx}[(\sin x) \ln x]

    Appliquer la règle du produit (uv)′=u′v+uv′(uv)' = u'v + uv' au côté droit, avec u=sin⁡xu = \sin x et v=ln⁡xv = \ln x.
    u′=cos⁡xu' = \cos x
    v′=1xv' = \frac{1}{x}

    1ydydx=(cos⁡x)(ln⁡x)+(sin⁡x)(1x)\frac{1}{y} \frac{dy}{dx} = (\cos x)(\ln x) + (\sin x)\left(\frac{1}{x}\right) 1ydydx=cos⁡xln⁡x+sin⁡xx\frac{1}{y} \frac{dy}{dx} = \cos x \ln x + \frac{\sin x}{x}
  3. Résoudre pour dydx\frac{dy}{dx}.

    Multiplier les deux côtés par yy :

    dydx=y(cos⁡xln⁡x+sin⁡xx)\frac{dy}{dx} = y \left(\cos x \ln x + \frac{\sin x}{x}\right)

    Substituer y=xsin⁡xy = x^{\sin x} :

    dydx=xsin⁡x(cos⁡xln⁡x+sin⁡xx)\frac{dy}{dx} = x^{\sin x} \left(\cos x \ln x + \frac{\sin x}{x}\right)

    La réponse est D. (cos⁡xln⁡x+sin⁡xx)y\boxed{\text{D. } (\cos x \ln x + \frac{\sin x}{x})y}.

Part 10· 2 steps

Soit A=(abcdef)A = \begin{pmatrix} a & b \\ c & d \\ e & f \end{pmatrix} et B=(mnpqrs)B = \begin{pmatrix} m & n \\ p & q \\ r & s \end{pmatrix}. L'ordre du produit matriciel ABAB est

  1. Déterminer l'ordre de chaque matrice.

    La matrice AA a 3 lignes et 2 colonnes, donc son ordre est 3×23 \times 2.
    La matrice BB a 3 lignes et 2 colonnes, donc son ordre est 3×23 \times 2.

  2. Vérifier si le produit matriciel ABAB est défini.

    Pour que le produit ABAB soit défini, le nombre de colonnes de la première matrice (AA) doit être égal au nombre de lignes de la deuxième matrice (BB).
    Ici, le nombre de colonnes de AA est 2.
    Le nombre de lignes de BB est 3.
    Puisque 2≠32 \neq 3, le produit matriciel ABAB n'est pas défini.
    Aucune des options ne correspond à "indéfini". Il y a probablement une erreur dans la question ou les options. Si l'on devait choisir une option en supposant une erreur de transcription des matrices, les options 3×33 \times 3 ou 2×22 \times 2 seraient possibles si les matrices avaient des ordres différents (par exemple, A3×2A_{3 \times 2} et B2×3B_{2 \times 3} donnerait AB3×3AB_{3 \times 3}, ou A2×3A_{2 \times 3} et B3×2B_{3 \times 2} donnerait AB2×2AB_{2 \times 2}). Cependant, en se basant strictement sur les matrices données, le produit est indéfini.
    La réponse est Le produit AB est indeˊfini\boxed{\text{Le produit AB est indéfini}}.

Part 11· 3 steps

Le nombre d'arrangements des lettres du mot MANNA dans lesquels les A sont ensemble est

  1. Identifier les lettres et leurs fréquences.

    Le mot est MANNA. Il y a 5 lettres au total.
    M : 1 fois
    A : 2 fois
    N : 2 fois

  2. Traiter les lettres "A" comme un seul bloc.

    Puisque les deux "A" doivent être ensemble, nous les considérons comme une seule unité (AA).
    Maintenant, nous devons arranger les éléments suivants : (AA), M, N, N.
    Il y a 4 éléments à arranger.

  3. Calculer le nombre d'arrangements distincts.

    Parmi ces 4 éléments, la lettre "N" apparaît 2 fois.
    Le nombre d'arrangements distincts est donné par la formule n!n1!n2!…\frac{n!}{n_1! n_2! \dots}, où nn est le nombre total d'éléments et nin_i est le nombre de répétitions de chaque élément.
    Ici, n=4n=4 (pour (AA), M, N, N) et nN=2n_N=2 (pour les deux N).

    Nombre d’arrangements=4!2!\text{Nombre d'arrangements} = \frac{4!}{2!} =4×3×2×12×1= \frac{4 \times 3 \times 2 \times 1}{2 \times 1} =4×3×2=24= 4 \times 3 \times 2 = 24 =12= 12

    La réponse est C. 12\boxed{\text{C. } 12}.

Part 12· 3 steps

F(x)={x2+2,0≤x<23x,2≤x<4F(x) = \begin{cases} x^2+2, & 0 \le x < 2 \\ 3x, & 2 \le x < 4 \end{cases}. Étant donné que f(x)=f(x+4k)f(x) = f(x+4k), où k∈Zk \in \mathbb{Z}, f(15)f(15) est

  1. Comprendre la périodicité de la fonction.

    La condition f(x)=f(x+4k)f(x) = f(x+4k) signifie que la fonction ff est périodique avec une période de 4k4k.
    Puisque F(x)F(x) est définie sur l'intervalle [0,4)[0, 4), cela suggère que la période de base est 4, ce qui correspond à k=1k=1.

  2. Utiliser la périodicité pour trouver f(15)f(15).

    Nous voulons trouver f(15)f(15). Puisque la période est 4, nous pouvons soustraire des multiples de 4 à 15 jusqu'à obtenir une valeur dans l'intervalle de définition [0,4)[0, 4).

    f(15)=f(15−4)=f(11)f(15) = f(15 - 4) = f(11) f(11)=f(11−4)=f(7)f(11) = f(11 - 4) = f(7) f(7)=f(7−4)=f(3)f(7) = f(7 - 4) = f(3)

    Alternativement, on peut calculer 15(mod4)=315 \pmod 4 = 3. Donc f(15)=f(3)f(15) = f(3).

  3. Évaluer f(3)f(3) en utilisant la définition de F(x)F(x).

    La valeur x=3x=3 se trouve dans l'intervalle 2≤x<42 \le x < 4.
    Donc, nous utilisons la deuxième partie de la définition de F(x)F(x): f(x)=3xf(x) = 3x.

    f(3)=3×3=9f(3) = 3 \times 3 = 9

    La réponse est D. 9\boxed{\text{D. } 9}.

Part 13· 2 steps

Les énoncés pp et qq sont : pp: John mange. qq: John joue. La proposition q  ⟹  pq \implies p est

  1. Traduire la proposition logique en langage courant.

    La proposition q  ⟹  pq \implies p se lit "Si qq, alors pp".
    En substituant les énoncés : "Si John joue, alors John mange."

  2. Comparer avec les options données.

    A. Si John mange alors il ne joue pas (p  ⟹  ¬qp \implies \neg q).
    B. Si John mange alors il joue (p  ⟹  qp \implies q).
    C. Si John ne joue pas alors il ne mangera pas (¬q  ⟹  ¬p\neg q \implies \neg p).
    D. Si John ne joue pas alors il mange (¬q  ⟹  p\neg q \implies p).
    Aucune des options ne correspond à la proposition "Si John joue, alors John mange."
    La réponse est Aucune des options ne correspond aˋ la proposition q  ⟹  p\boxed{\text{Aucune des options ne correspond à la proposition } q \implies p}.

Part 14

Les valeurs de yy pour différentes valeurs de

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