Mathématiques — Révision complète

Révision — Algorithmique et Scratch

Comprendre un programme, suivre un algorithme, compléter un script Scratch, interpréter des coordonnées, utiliser une variable, une boucle, une condition et analyser les résultats obtenus. Cette fiche suit l’esprit des sujets du Brevet 2025.

Scratch Algorithmes Boucles Variables Conditions Coordonnées Type Brevet 2025
Source des figures : les figures Scratch intégrées dans cette fiche sont les figures originales du sujet APMEP « Brevet des collèges 2025 — L’intégrale de juin 2025 à décembre 2025 » : Amérique du Nord, Exercice 5, et Asie, Exercice 4.

Méthode générale

Pour réussir un exercice d’algorithmique ou de Scratch, il faut lire le script comme une suite d’ordres. On repère d’abord le point de départ, l’orientation, les instructions répétées, les variables et les conditions. Ensuite, on exécute le programme étape par étape, sans inventer d’instruction supplémentaire.

Lire Repérer Exécuter Contrôler Conclure
Point clé : dans Scratch, l’ordre des blocs est essentiel. Deux programmes contenant les mêmes blocs peuvent donner deux dessins différents si l’ordre des instructions change.

Sommaire

  1. Partie I — Questions de cours
  2. Partie II — Cours essentiel
  3. Partie III — Méthodes directes
  4. Partie IV — Erreurs classiques
  5. Partie V — Exercices avancés corrigés
  6. Partie VI — Bilan méthode

Partie I — Questions de cours

Cette partie vérifie les connaissances indispensables : vocabulaire Scratch, boucle, variable, condition, orientation et coordonnées. Les réponses sont directes pour pouvoir ensuite réussir les exercices type Brevet.

1. Instructions Scratch — vocabulaire direct

  1. À quoi sert le bloc « avancer de 50 pas » ?
  2. À quoi sert le bloc « tourner de 60 degrés » ?
  3. À quoi sert le bloc « aller à x: 0 y: 0 » ?
  4. Que signifie « s’orienter à 90 » dans un exercice Scratch de Brevet ?
  5. Que fait le bloc « effacer tout » ?
Réponses directes
  1. Le lutin avance dans la direction où il est orienté.
  2. Le lutin change de direction en tournant d’un certain angle.
  3. Le lutin se place au point de coordonnées \(0;0\).
  4. Le lutin est orienté horizontalement vers la droite.
  5. Tous les tracés déjà présents sur la scène sont supprimés.

2. Boucles — formules directes

  1. Que signifie « répéter 6 fois » ?
  2. Quelle est la distance totale parcourue si on répète 6 fois « avancer de 50 pas » ?
  3. Pour tracer un polygone régulier à 6 côtés, combien de fois doit-on répéter le motif ?
  4. Quel angle extérieur utilise-t-on pour un hexagone régulier ?
Réponses directes
  1. L’instruction contenue dans la boucle est exécutée 6 fois.
  2. \[ 6\times 50=300 \] donc le lutin parcourt 300 pas.
  3. On répète 6 fois, car un hexagone possède 6 côtés.
  4. L’angle extérieur est : \[ \frac{360^\circ}{6}=60^\circ. \]

3. Variables et conditions

  1. À quoi sert une variable dans un programme ?
  2. Que signifie « mettre Motif à nombre aléatoire entre 1 et 3 » ?
  3. Que fait une condition « si ... alors ... sinon ... » ?
  4. Si un nombre est choisi au hasard parmi \(1\), \(2\) et \(3\), quelle est la probabilité d’obtenir \(3\) ?
Réponses directes
  1. Une variable sert à stocker une valeur qui peut changer pendant le programme.
  2. La variable \(Motif\) reçoit au hasard l’une des valeurs \(1\), \(2\) ou \(3\).
  3. Le programme exécute une instruction si la condition est vraie, et une autre si elle est fausse.
  4. Il y a 1 issue favorable sur 3 issues possibles, donc : \[ \boxed{\frac13}. \]

Partie II — Cours essentiel

1. Lire un script Scratch

Un script Scratch se lit de haut en bas. Certaines instructions peuvent être répétées grâce à une boucle. Il faut donc distinguer les instructions exécutées une seule fois et celles exécutées plusieurs fois.

quand le drapeau vert est cliqué
aller à x: 0 y: 0
s'orienter à 90
effacer tout
répéter 4 fois
    avancer de 50 pas
    tourner de 90 degrés
Ce script trace un carré de côté 50 pas, car il répète 4 fois : avancer puis tourner de \(90^\circ\).

2. Angle extérieur d’un polygone régulier

Pour tracer un polygone régulier avec Scratch, on utilise souvent l’angle extérieur. Si le polygone possède \(n\) côtés, alors :

\[ \text{angle extérieur}=\frac{360^\circ}{n}. \]
Polygone Nombre de côtés Angle extérieur Bloc Scratch
Triangle équilatéral 3 \(120^\circ\) tourner de 120 degrés
Carré 4 \(90^\circ\) tourner de 90 degrés
Hexagone régulier 6 \(60^\circ\) tourner de 60 degrés

3. Coordonnées et orientation

Dans Scratch, la scène est un repère. Le bloc « aller à x: -200 y: 0 » place le lutin au point de coordonnées \((-200;0)\). Le bloc « s’orienter à 90 » signifie que le lutin regarde vers la droite.

Attention : ne pas confondre position et orientation. La position donne où se trouve le lutin, l’orientation donne dans quelle direction il avance.

Partie III — Méthodes directes

1. Compléter une boucle pour tracer un polygone

Pour compléter une boucle de tracé, on cherche :

  1. le nombre de côtés du polygone ;
  2. la longueur d’un côté ;
  3. l’angle de rotation extérieur ;
  4. l’ordre correct : avancer puis tourner.
répéter 6 fois
    avancer de 50 pas
    tourner de 60 degrés
Cette boucle trace un hexagone régulier de côté 50 pas.

2. Interpréter une condition

Dans un script utilisant une variable \(Motif\), le bloc suivant compare la valeur de la variable :

si Motif = 3 alors
    dire Voici le dessin !
sinon
    dire Perdu !
Le message « Voici le dessin ! » apparaît seulement lorsque la variable \(Motif\) vaut \(3\).

Partie IV — Erreurs classiques à éviter

1. Confondre angle intérieur et angle extérieur

Dans un hexagone régulier, l’angle intérieur vaut \(120^\circ\), mais Scratch utilise souvent l’angle extérieur pour tourner.

Pour tracer un hexagone régulier, on utilise généralement : \[ \boxed{\text{tourner de }60^\circ} \] et non \(120^\circ\).

2. Oublier ce qui est dans la boucle

Si une instruction est placée dans la boucle, elle est répétée. Si elle est placée après la boucle, elle n’est exécutée qu’une seule fois.

Dans un exercice de Brevet, il faut donc observer l’indentation ou l’emplacement des blocs.

Partie V — Exercices avancés corrigés

Les exercices suivants sont construits dans l’esprit des sujets du Brevet 2025 : motifs Scratch, hexagone, triangle équilatéral, coordonnées, variable aléatoire, condition et fréquence observée.

Exercice avancé 1 — Compléter un triangle équilatéral

Figure originale APMEP — Brevet 2025, Asie, Exercice 4, Partie A : triangle équilatéral et hexagone formé de 6 triangles.
Figure originale APMEP — Brevet 2025, Asie, Exercice 4, Partie A : triangle équilatéral et hexagone formé de 6 triangles.

On veut créer un bloc Scratch qui trace un triangle équilatéral de côté 50 pas. Compléter les lignes manquantes.

définir triangle équilatéral
répéter ... fois
    avancer de ... pas
    tourner de ... degrés
Indice méthode

Un triangle équilatéral possède 3 côtés. L’angle extérieur vaut \(360^\circ\div3\).

Correction détaillée

Le triangle possède 3 côtés, donc il faut répéter 3 fois. La longueur d’un côté est 50 pas. L’angle extérieur est :

\[ \frac{360^\circ}{3}=120^\circ. \]
définir triangle équilatéral
répéter 3 fois
    avancer de 50 pas
    tourner de 120 degrés
Réponse finale : \(3\) fois, \(50\) pas et \(120^\circ\).

Exercice avancé 2 — Hexagone formé par 6 triangles

On utilise le bloc « triangle équilatéral » de l’exercice précédent. Deux programmes sont proposés.

Programme A Programme B
aller à x: 0 y: 0
s'orienter à 90
effacer tout
stylo en position d'écriture
répéter 6 fois
    triangle équilatéral
    tourner de 60 degrés
aller à x: 0 y: 0
s'orienter à 90
effacer tout
stylo en position d'écriture
répéter 6 fois
    triangle équilatéral
    tourner de 120 degrés

Quel programme permet d’obtenir un hexagone composé de 6 triangles équilatéraux autour d’un même centre ?

Indice méthode

Pour faire tourner 6 motifs autour d’un point, il faut répartir un tour complet de \(360^\circ\) en 6 rotations égales.

Correction détaillée

Comme on veut placer 6 triangles autour d’un tour complet :

\[ \frac{360^\circ}{6}=60^\circ. \]

Il faut donc tourner de \(60^\circ\) après chaque triangle.

Réponse finale : \(\boxed{\text{Programme A}}\).

Exercice avancé 3 — Tracer un hexagone régulier

Figure originale APMEP — Brevet 2025, Asie, Exercice 4, Partie B : hexagone régulier et bloc répéter à renseigner.
Figure originale APMEP — Brevet 2025, Asie, Exercice 4, Partie B : hexagone régulier et bloc répéter à renseigner.

On souhaite tracer un hexagone régulier de 50 pas de côté. Compléter le bloc.

quand le drapeau vert est cliqué
aller à x: 0 y: 0
s'orienter à 90
stylo en position d'écriture
effacer tout
répéter A fois
    instruction 1
    instruction 2

On peut choisir parmi les instructions suivantes :

  1. avancer de 50 pas
  2. tourner de 120 degrés
  3. tourner de 60 degrés
  4. avancer de 5 pas
Indice méthode

Un hexagone régulier possède 6 côtés et l’angle extérieur vaut \(60^\circ\).

Correction détaillée

Il faut répéter 6 fois, avancer de 50 pas, puis tourner de \(60^\circ\).

répéter 6 fois
    avancer de 50 pas
    tourner de 60 degrés
Réponse finale : \(A=6\), instruction 1 = avancer de 50 pas, instruction 2 = tourner de 60 degrés.

Exercice avancé 4 — Coordonnées du point de départ

Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, Partie 2 : script principal Scratch.
Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, Partie 2 : script principal Scratch.

On considère le début du script suivant :

quand le drapeau vert est cliqué
aller à x: -200 y: 0
effacer tout
s'orienter à 90
  1. Quelles sont les coordonnées du point de départ du lutin ?
  2. Dans quelle direction le lutin est-il orienté ?
  3. Si le lutin avance ensuite de 60 pas, quelles sont ses nouvelles coordonnées ?
Indice méthode

L’orientation 90 correspond à la droite. Avancer de 60 pas augmente donc l’abscisse.

Correction détaillée
  1. Le point de départ est \((-200;0)\).
  2. Le lutin est orienté vers la droite.
  3. En avançant de 60 pas vers la droite, l’abscisse augmente de 60 : \[ -200+60=-140. \] Les nouvelles coordonnées sont donc \((-140;0)\).
Réponse finale : \((-200;0)\), vers la droite, puis \((-140;0)\).

Exercice avancé 5 — Variable aléatoire et condition

Un script contient les instructions suivantes :

mettre Motif à nombre aléatoire entre 1 et 3
si Motif = 3 alors
    dire Voici le dessin !
sinon
    dire Perdu !
  1. Quelles valeurs la variable \(Motif\) peut-elle prendre ?
  2. Pour quelle valeur le message « Voici le dessin ! » est-il affiché ?
  3. Quelle est la probabilité d’afficher « Voici le dessin ! » ?
Indice méthode

Les trois valeurs possibles sont équiprobables : \(1\), \(2\), \(3\).

Correction détaillée
  1. La variable peut prendre les valeurs \(1\), \(2\) ou \(3\).
  2. Le message est affiché seulement si \(Motif=3\).
  3. Il y a 1 issue favorable sur 3 issues possibles : \[ \boxed{\frac13}. \]

Exercice avancé 6 — Fréquence observée après 100 essais

Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, question 6 : tableau des 100 essais.
Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, question 6 : tableau des 100 essais.

On lance 100 fois le programme précédent. On obtient le tableau suivant :

Message « Voici le dessin ! » « Perdu ! »
Effectif 40 60
  1. Calculer la fréquence du message « Voici le dessin ! ».
  2. Comparer cette fréquence à la probabilité théorique trouvée dans l’exercice 5.
  3. Expliquer pourquoi les deux résultats ne sont pas exactement égaux.
Indice méthode

Une fréquence se calcule par : effectif de l’évènement divisé par effectif total.

Correction détaillée

La fréquence est :

\[ f=\frac{40}{100}=0{,}40=40\%. \]

La probabilité théorique est \(\frac13\approx0{,}333\). La fréquence observée est différente car une expérience aléatoire sur 100 essais peut fluctuer autour de la probabilité théorique.

Réponse finale : fréquence \(\boxed{0{,}40}\), soit \(40\%\).

Exercice avancé 7 — Compléter un losange Scratch

Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, Partie 1 : scripts, dessins et losange.
Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, Partie 1 : scripts, dessins et losange.

On veut tracer le losange suivant : quatre côtés de 30 pas, avec des angles alternés de \(60^\circ\) et \(120^\circ\). Compléter le script.

stylo en position d'écriture
répéter 2 fois
    avancer de 30 pas
    tourner de ... degrés
    avancer de 30 pas
    tourner de ... degrés
relever le stylo
Indice méthode

Dans un losange de ce type, les deux rotations alternent : \(60^\circ\), puis \(120^\circ\).

Correction détaillée

Pour obtenir deux côtés consécutifs, on avance, on tourne de \(60^\circ\), on avance encore, puis on tourne de \(120^\circ\). Le tout est répété 2 fois.

stylo en position d'écriture
répéter 2 fois
    avancer de 30 pas
    tourner de 60 degrés
    avancer de 30 pas
    tourner de 120 degrés
relever le stylo

Exercice avancé 8 — Programme de calcul et expression littérale

On considère le programme de calcul suivant :

Choisir un nombre
Multiplier par 3
Ajouter 15
Diviser par 3
Soustraire le nombre de départ
  1. Appliquer ce programme au nombre \(4\).
  2. Appliquer ce programme au nombre \(-2\).
  3. Montrer que le résultat est toujours le même pour un nombre de départ \(x\).
Indice méthode

Avec un nombre de départ \(x\), écris chaque étape sous forme littérale.

Correction détaillée

Avec \(4\)

\[ 4\to 12\to 27\to 9\to 5. \]

Avec \(-2\)

\[ -2\to -6\to 9\to 3\to 5. \]

Avec \(x\)

\[ x\to 3x\to 3x+15\to \frac{3x+15}{3}=x+5\to x+5-x=5. \]
Réponse finale : le programme donne toujours \(\boxed{5}\).

Exercice avancé 9 — Deux programmes donnent le même résultat

Le programme A donne toujours \(5\). Le programme B est le suivant :

Choisir un nombre
Soustraire 1
Soustraire 6 au nombre de départ
Multiplier les deux résultats obtenus
Ajouter 5
  1. Calculer le résultat du programme B pour \(10\).
  2. Écrire le résultat du programme B en fonction de \(x\).
  3. Trouver les nombres pour lesquels les deux programmes donnent le même résultat.
Indice méthode

Le programme B donne \((x-1)(x-6)+5\). Il faut résoudre \((x-1)(x-6)+5=5\).

Correction détaillée

1. Pour \(x=10\)

\[ (10-1)(10-6)+5=9\times4+5=41. \]

2. Expression littérale

\[ B(x)=(x-1)(x-6)+5. \]

3. Même résultat que le programme A

Le programme A donne \(5\), donc :

\[ (x-1)(x-6)+5=5. \] \[ (x-1)(x-6)=0. \] Donc : \[ x=1 \quad \text{ou} \quad x=6. \]
Réponse finale : \(\boxed{1}\) et \(\boxed{6}\).

Exercice avancé 10 — Programme Scratch avec déplacement

Le lutin commence au point \((0;0)\), orienté vers la droite. On exécute le script :

répéter 4 fois
    avancer de 40 pas
    tourner de 90 degrés
  1. Quelle figure est tracée ?
  2. Quelle est la longueur totale parcourue ?
  3. Le lutin revient-il au point de départ ?
Indice méthode

Quatre côtés égaux et quatre rotations de \(90^\circ\) correspondent à un carré.

Correction détaillée
  1. La figure est un carré de côté 40 pas.
  2. La longueur totale est \(4\times40=160\) pas.
  3. Après quatre côtés, le lutin revient au point de départ.
Réponse finale : carré, \(160\) pas, retour au point \((0;0)\).

Exercice avancé 11 — Associer un script à un dessin

Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, question 1 : association scripts / dessins.
Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, question 1 : association scripts / dessins.

Deux scripts sont proposés pour tracer des motifs de côté 30 pas.

Script 1 Script 2
répéter 3 fois
    avancer de 30 pas
    tourner de 120 degrés
répéter 6 fois
    avancer de 30 pas
    tourner de 60 degrés
  1. Quelle figure est obtenue avec le script 1 ?
  2. Quelle figure est obtenue avec le script 2 ?
  3. Justifier à l’aide du nombre de répétitions et de l’angle.
Correction détaillée

Le script 1 répète 3 fois une avancée et une rotation de \(120^\circ\). Il trace donc un triangle équilatéral.

Le script 2 répète 6 fois une avancée et une rotation de \(60^\circ\). Il trace donc un hexagone régulier.

Réponse finale : Script 1 = triangle équilatéral ; Script 2 = hexagone régulier.
{-- EXERCICE APMEP EXACT — CAPTURES D'ÉCRAN --}

Exercice APMEP exact — Captures d’écran possibles

Captures d’écran proposées dans l’exercice Scratch APMEP Amérique du Nord 2025
Figure originale APMEP — Brevet 2025, Amérique du Nord, Exercice 5, question 4 : cinq captures proposées, seules deux sont possibles.

Dans le script principal, le lutin part du point de coordonnées \((-200;0)\), s’oriente vers la droite, choisit au hasard un motif parmi \(1\), \(2\) et \(3\), puis répète le bloc correspondant 6 fois en avançant de 60 pas entre deux motifs.

  1. Observer les cinq captures proposées par l’énoncé.
  2. Déterminer quelles captures peuvent réellement être obtenues.
  3. Expliquer rapidement pourquoi les autres captures sont impossibles.
Indice méthode

Il faut vérifier deux choses : le message affiché et le motif réellement tracé. Le message « Voici le dessin ! » apparaît seulement lorsque la variable \(Motif\) vaut \(3\).

Correction détaillée

Le script choisit un entier au hasard parmi \(1\), \(2\) et \(3\). Si \(Motif=3\), le programme trace le motif 3 et affiche « Voici le dessin ! ». Sinon, il affiche « Perdu ! ».

On élimine donc les captures où le message ne correspond pas au motif tracé, ou bien où la répétition ne respecte pas le déplacement horizontal de 60 pas.

Réponse à garder depuis l’énoncé APMEP : les deux captures possibles sont celles qui respectent à la fois le motif choisi, le déplacement régulier et le message affiché. Dans le fichier de production, la figure originale est conservée pour que l’élève puisse faire exactement le même choix que dans le sujet.

Exercice avancé 12 — Synthèse type Brevet : script complet

On veut écrire un script complet qui choisit au hasard un motif parmi trois motifs, trace le motif si le numéro choisi est 3, puis affiche un message.

quand le drapeau vert est cliqué
aller à x: -200 y: 0
effacer tout
s'orienter à 90
mettre Motif à nombre aléatoire entre 1 et 3
si Motif = 3 alors
    Motif 3
    avancer de 60 pas
    dire Voici le dessin !
sinon
    dire Perdu !
  1. Quelle est la valeur de \(Motif\) qui permet d’obtenir le dessin ?
  2. Quelle est la probabilité d’obtenir le dessin ?
  3. Si on obtient le dessin, quelle instruction est exécutée juste après le motif ?
  4. Pourquoi peut-on dire que ce programme contient une expérience aléatoire ?
Indice méthode

Cherche la condition placée après le bloc « si ».

Correction détaillée
  1. Le dessin est obtenu lorsque \(Motif=3\).
  2. Comme \(Motif\) est choisi parmi \(1\), \(2\), \(3\), la probabilité est \(\frac13\).
  3. Après le motif, le lutin avance de 60 pas.
  4. Le programme contient une expérience aléatoire car il utilise un nombre aléatoire entre 1 et 3.
Réponse finale : \(Motif=3\), probabilité \(\boxed{\frac13}\).

Partie VI — Bilan méthode

Ce qu’il faut absolument savoir faire

  1. Lire un script Scratch de haut en bas.
  2. Identifier les instructions placées dans une boucle.
  3. Compléter une boucle pour tracer un triangle, un carré ou un hexagone.
  4. Utiliser l’angle extérieur \(360^\circ\div n\).
  5. Lire les coordonnées d’un point de départ.
  6. Interpréter une variable aléatoire.
  7. Comprendre une condition « si ... alors ... sinon ... ».
  8. Calculer une probabilité simple et une fréquence observée.
Résumé final : en algorithmique, la réussite vient surtout de la lecture précise du script. On suit les instructions dans l’ordre, on respecte les boucles, puis on justifie le résultat avec les calculs nécessaires.