36 questions. Chaque partie est annotée : consultez l'indication en cas de blocage, ou révélez le corrigé rédigé une fois votre démarche engagée.
Partie I
Soit A=a11a21a31a12a22a32a13a23a33 une matrice carrée d'ordre 3 à coefficients dans R. On note pour k variant de 1 à 3 : Ck(A)=i=1∑3aik et Lk(A)=j=1∑3akj. On considère M l'ensemble des matrices carrées d'ordre 3 à coefficients réels qui vérifient la propriété suivante : A∈M si et seulement si : L1(A)=L2(A)=L3(A)=C1(A)=C2(A)=C3(A). On note s(A) la valeur commune de ces six sommes. On note I=100010001 la matrice identité d'ordre 3 et J la matrice d'ordre 3 définie par : J=111111111.
on démontre que :
APour tout a∈R∗ et pour tout n∈N, (aI)n∈M avec s((aI)n)=an.
Algèbre linéaire et matrices
soit deux nombres réels u et v et la matrice K définie par K=0−2uu5−6v35.
Algèbre linéaire et matrices
soit L la matrice définie par L=abcdezxyt avec (a,b,c,d,e,x,y,z,t)∈R9.
Algèbre linéaire et matrices
soit A une matrice carrée d'ordre 3 :
AAJ=−JA⟺A∈M.
BAJ=JA⟺A∈M.
Algèbre linéaire et matrices
A(A,B)∈M2⟹AB∈M et s(AB)=s(A)s(B).
B(A,B)∈M2⟹AB∈M et s(AB)=−s(A)s(B).
Algèbre linéaire et matrices
Partie II
On définit la suite (In)n∈N : pour tout entier naturel n nous avons : In=∫011+x2x2n+1dx.
on démontre que pour tout entier naturel n :
AIn+In+1=2n+31
Intégration
on établit que f est définie car :
ALa suite (In)n∈N est convergente car elle est croissante majorée.
BLa suite (In)n∈N est convergente car elle est décroissante minorée.
Suites et séries numériques
on démontre que pour tout nombre réel x strictement positif :
An→+∞limIn=0 car 0≤In≤2n+31
Suites et séries numériques
on démontre par récurrence que ∀n∈N∗ :
A2(−1)nIn=k=1∑nk(−1)k−1−ln2
Suites et séries numériques
on démontre que ∀n∈N :
AIn=4(n+1)1+n+11∫01(1+x2)2x2n+3dx
Intégration
on démontre que :
A0≤∫01(1+x2)2x2n+3dx≤2n+71 et k=1∑+∞k(−1)k=ln2
Suites et séries numériques
nous en déduisons que :
Ak=1∑nk(−1)k−1−ln2∼n(−1)n−1
Suites et séries numériques
Partie III - A
On dispose de deux pièces : la pièce C donne face avec la probabilité 1/2 ; la pièce D donne face avec la probabilité 2/3. On choisit une des deux pièces au hasard. On la lance. Si l'on obtient face, on conserve la pièce que l'on vient de lancer, sinon on change de pièce. On effectue ainsi une suite de lancers. On note pn la probabilité de jouer avec la pièce C au n-ième lancer et Fn l'événement « on obtient face au n-ième lancer ».
AOn démontre que : pn+1=61pn+31.
Probabilités et dénombrement
AOn démontre que : pn=101(61)n−1+51.
Probabilités et dénombrement
AOn démontre que : P(Fn)=−101(61)n−1+53.
Probabilités et dénombrement
Partie III - B
Un magasin de sport proche de plusieurs équipes de football de Nationale 2 vend trois marques de crampons : K, A et N. Le gérant du magasin estime que : Chaque joueur change de paire de crampons chaque année, une seule fois, est fidèle à ce magasin, et le remplaçant éventuel l'année suivante effectue le même choix de paire de crampons qu'aurait fait celui qu'il remplace ; Un joueur qui a acheté une paire de crampons de la marque K au début de la saison choisira, l'année suivante, une paire de l'une des trois catégories avec équiprobabilité. Un joueur qui a acheté une paire de crampons de la marque A au début de la saison optera, l'année suivante, pour une paire de crampons de la marque K avec la probabilité 1/4, pour une paire de crampons de la marque A avec la probabilité 1/4, pour une paire de crampons de la marque N avec la probabilité 1/2. Un joueur qui a acheté une paire de crampons de la marque N au début de la saison optera, l'année suivante, pour une paire de crampons de la marque K avec la probabilité 1/4, pour une paire de crampons de la marque A avec la probabilité 1/2, pour une paire de crampons de la marque N avec la probabilité 1/4. Le volume des ventes de ce commerçant est composé : d'une part p0=45/100 de paires de crampons de la marque K ; d'une part q0=25/100 de paires de crampons de la marque A ; et d'une part r0=30/100 de paires de crampons de la marque N.
On désigne par pn,qn,rn les parts respectives des paires de crampons K, A, N dans les ventes de ce magasin la n-ième saison suivante.
A1/31/41/41/31/21/41/31/21/4=3442−1−101−110001/12000−1/41/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2 où 3442−1−101−1−1=1/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2
Algèbre linéaire et matrices
si l'attitude des joueurs reste constante, on démontre qu'à long terme, les trois catégories de crampons K, A et N représenteront dans la vente respectivement :
A114, 114 et 113
Probabilités et dénombrement
Partie IV
Un sous-ensemble S d'une structure A, munie des mêmes lois que par exemple l'ensemble des nombres réels ou des nombres complexes, est dit multiplicatif si le produit de deux éléments de S appartient à S. Pour tout entier n≥1, on note Sn(A) l'ensemble des éléments x de A qui peuvent s'écrire sous la forme x=x12+x22+⋯+xn2 avec x1,x2,…,xn dans A.
on démontre que S2(A) est un ensemble multiplicatif car :
A∀(x,y,z,t)∈A4, (x2+y2)(z2+t2)=(xz−yt)2+(yz−xt)2
Algèbre linéaire et matrices
Deux entiers relatifs a et b sont congrus modulo 8 si et seulement s'ils ont même reste dans la division euclidienne par 8 ; on écrit alors a≡b[8]. L'ensemble Z/8Z est formé des 8 classes de congruence modulo 8, notées 0ˉ,1ˉ,2ˉ,3ˉ,4ˉ,5ˉ,6ˉ,7ˉ, munies de l'addition et de la multiplication induites par les opérations dans Z. On établit que :
Algèbre linéaire et matrices
Soient (a,b,c,d)∈Z4 tels que : a2+b2+c2+d2≡0[8].
Algèbre linéaire et matrices
On en déduit que :
ASi n≡−1[8] alors n∈S3(Z) et n∈S3(Q).
Algèbre linéaire et matrices
on en déduit que :
AS3(Q) est multiplicatif.
BS3(Q) n'est pas multiplicatif.
CS3(Q) n'est pas multiplicatif car S3(Z) l'est.
Algèbre linéaire et matrices
Partie V
On considère E un R-espace vectoriel de dimension 3, muni d'une base B=(e1,e2,e3). On considère les trois vecteurs suivants : u1=e1+e2+e3 ; u2=e2+e3 ; u3=e1+2e3. On pose F=Vect(u1,u2) et G=Vect(u3).
la matrice P de la famille (u1,u2,u3) dans la base B est :
AP=101110112
Algèbre linéaire et matrices
On note P la matrice de la famille (u1,u2,u3) dans la base B. on démontre que P est inversible :
ACar det(P)=2 et on a alors : P−1=1−101/21/2−1/2−1/21/21/2
Algèbre linéaire et matrices
On note P la matrice de la famille (u1,u2,u3) dans la base B. on démontre que (u1,u2,u3) est une base de E que l'on notera B′ car :
Algèbre linéaire et matrices
La famille (u1,u2,u3) est une base de E que l'on notera B′. On définit l'application linéaire pF par sa matrice dans la base B′ : Q=100010000 et pG par la matrice Q′=000000001.
Algèbre linéaire et matrices
La famille (u1,u2,u3) est une base de E que l'on notera B′. On définit l'application linéaire pF par sa matrice dans la base B′ : Q=100010000. on démontre que :
Algèbre linéaire et matrices
La famille (u1,u2,u3) est une base de E que l'on notera B′. On définit l'application linéaire pF par sa matrice dans la base B′ : Q=100010000 et pG par la matrice Q′=000000001. on note AF la matrice de pF dans la base B et AG celle de pG dans la base B. On démontre que :
Algèbre linéaire et matrices
Partie VI
On note I=∫0πcos2(t)+xsin2(t)1dt et f(t)=cos2(t)+xsin2(t)1. Le plan est muni d'un repère orthonormé (O,i,j). On note Cf la courbe représentative de f. Dans cette partie x est un nombre réel strictement positif.
Soit a un nombre réel non nul.
APour t∈R, nous avons : ∫0t1+a2u21du=arctan(at).
Intégration
on établit que :
ALa fonction f est définie, continue sur R. Cf sera obtenue en construisant le symétrique orthogonal par rapport à l'axe des ordonnées de la restriction de Cf à l'intervalle [0;2π] suivi de la transformation du tout par les translations de vecteur 2kπi, k∈Z.
Fonctions, limites et développements limités
pour des valeurs de t convenablement choisies, nous avons :
Af est dérivable et f′(t)=cos2(t)+xsin2(t)2(1−x)sin(t)cos(t)
Fonctions, limites et développements limités
on montre que :
ASi x=1, f′(t)=0 et si x<1, Cf admet x1 comme minimum sur R et des tangentes horizontales en kπ,k∈Z et 2π+kπ,k∈Z.
Fonctions, limites et développements limités
on montre que :
AI=2∫0π/2cos2(t)+xsin2(t)1dt
Intégration
pour a∈[0;2π[, on note H(a)=∫0acos2(t)+xsin2(t)1dt ; à l'aide du changement de variable u=tan(t), on trouve :
Intégration
Pour a∈[0;2π[, on note H(a)=∫0acos2(t)+xsin2(t)1dt. on déduit que :
Intégration
BPour tout a∈R∗ et pour tout n∈N, (aI)n∈M avec s((aI)n)=an−1.
CPour tout a∈R∗ et pour tout n∈N, (aJ)n=3n−1anJ, (aJ)n∈M avec s((aJ)n)=3n−1an.
DPour tout a∈R∗ et pour tout n∈N, (aJ)n=3n−1anJ, (aJ)n∈M avec s((aJ)n)=(3a)n.
EAucune des propositions n'est exacte
AIl existe un unique couple de réels (u,v) tel que K∈M.
BIl existe exactement deux couples de réels (u,v) tels que K∈M.
CIl existe une infinité de couples de réels (u,v) tels que K∈M.
DIl n'existe pas de couples de réels (u,v) tels que K∈M.
EAucune des propositions n'est exacte
AM est un sous espace vectoriel de dimension 5 de l'espace vectoriel composé par l'ensemble des matrices carrées d'ordre 3 à coefficients dans R.
BL∈M⟺⎩⎨⎧x=b+cy=a+cz=a+b+c−dt=−c+d
CL∈M⟺⎩⎨⎧x=b+c−dy=a+c−ez=a+b+c−d−et=−c+d+e
DM est un sous espace vectoriel de dimension 4 de l'espace vectoriel composé par l'ensemble des matrices carrées d'ordre 3 à coefficients dans R.
EAucune des propositions n'est exacte
CA∈M⟹AJ=s(A)J.
DA∈M⟹AJ=−s(A)J.
EAucune des propositions n'est exacte
CSoit C une matrice inversible appartenant à M⟹C−1∈M et s(C−1)=−s(C)−1.
DSoit C une matrice inversible appartenant à M, C−1 n'appartient pas forcément à M.
EAucune des propositions n'est exacte
BIn+In+1=2n+41
CIn+In+1=2n+51
DIn+In+1=2n+11
EAucune des propositions n'est exacte
CLa suite (In)n∈N est convergente car la fonction x↦1+x2x2n+1 est continue.
DLa suite (In)n∈N est convergente car : ∀x∈[0,1], n→+∞lim1+x2x2n+1=0.
EAucune des propositions n'est exacte
Bn→+∞limIn=0 car 0≤In≤2n+21
Cn→+∞limIn=0 car 0≤In≤2n+11
Dn→+∞limIn=0 car 0≤In≤2n+51
EAucune des propositions n'est exacte
B2(−1)n−1In=k=1∑nk(−1)k−ln2
C2(−1)n−1In−1=k=1∑nk(−1)k−1−ln2
D2(−1)n−1In=k=1∑nk(−1)k−1−ln2
EAucune des propositions n'est exacte
BIn=4n1+n+11∫01(1+x2)2x2n+3dx
CIn=3(n+1)1+n+11∫01(1+x2)2x2n+3dx
DIn=4(n+1)1+n1∫01(1+x2)2x2n+3dx
EAucune des propositions n'est exacte
B0≤∫01(1+x2)2x2n+3dx≤2n+61 et k=1∑+∞k(−1)k=ln2
C0≤∫01(1+x2)2x2n+3dx≤2n+51 et k=1∑+∞k(−1)k−1=−ln2
D0≤∫01(1+x2)2x2n+3dx≤2n+31 et k=1∑+∞k(−1)k−1=ln2
B1/31/31/31/41/41/21/41/21/4=3442−1−101−110001/12000−1/41/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2 où 3442−1−101−1−1=1/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2
C1/31/31/31/41/41/21/41/21/4=3442−1−101−110001/120001/41/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2 où 3442−1−101−1−1=1/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2
D1/31/41/41/31/21/41/31/21/4=3442−1−101−110001/120001/41/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2 où 3442−1−101−1−1=1/114/1101/11−3/221/21/11−3/22−1/2
AKer(pF)=F, Im(pF)=G, dimKer(pF)=2 et dimIm(pF)=1.
BKer(pF)=F, Im(pF)=G, dimKer(pF)=1 et dimIm(pF)=2.
CKer(pF)=G, Im(pF)=F, dimKer(pF)=2 et dimIm(pF)=1.
DKer(pF)=G, Im(pF)=F, dimKer(pF)=1 et dimIm(pF)=2.
EAucune des propositions n'est exacte
AAF=1001/210−1/200 et AG=000−1/2001/201
BAF=000−1/2001/201 et AG=1001/210−1/200
CAF=1001/210−1/200 et AG=000−1/2001/200
DAF=1001/2101/200 et AG=000−1/2001/201
EAucune des propositions n'est exacte
BPour t∈R, nous avons : ∫0t1+a2u21du=a1arctan(at).
CPour t∈R, nous avons : ∫0t1+a2u21du=a1arctan(at).
DPour t∈R, nous avons : ∫0t1+a2u21du=aarctan(at).
EAucune des propositions n'est exacte
BLa fonction f est définie, continue sur R. Cf sera obtenue en construisant le symétrique orthogonal par rapport à l'axe des ordonnées de la restriction de Cf à l'intervalle [0;2π] suivi de la transformation du tout par les translations de vecteur kπi, k∈Z.
CLa fonction f est définie, continue sur R. Cf sera obtenue en construisant le symétrique orthogonal par rapport à la droite d'équation x=2π de la restriction de Cf à l'intervalle [0;2π] suivi de la transformation du tout par les translations de vecteur kπi, k∈Z.
DLa fonction f est définie, continue sur R. Cf sera obtenue en construisant le symétrique orthogonal par rapport à la droite d'équation x=2π de la restriction de Cf à l'intervalle [0;2π] suivi de la transformation du tout par les translations de vecteur 2kπi, k∈Z.
EAucune des propositions n'est exacte
Bf est dérivable et f′(t)=cos2(t)+xsin2(t)2(1−x)cos(t)
Cf est dérivable et f′(t)=(cos2(t)+xsin2(t))2(1−x)sin(t)cos(t)
Df est dérivable et f′(t)=(cos2(t)+xsin2(t))22(1−x)sin(t)cos(t)
EAucune des propositions n'est exacte
BSi x=1, f′(t)=0 et si x>1, Cf admet x1 comme maximum sur R et des tangentes horizontales en kπ,k∈Z et 2π+kπ,k∈Z.
CSi x=1, f′(t)=0 et si x<1, Cf admet x1 comme maximum sur R et des tangentes horizontales en kπ,k∈Z et 2π+kπ,k∈Z.
DSi x=1, f′(t)=0 et si x>1, Cf admet x1 comme minimum sur R et des tangentes horizontales en kπ,k∈Z et 2π+kπ,k∈Z.
EAucune des propositions n'est exacte
BI=2∫0π/2cos2(t)+xsin2(t)xdt
CI=a→π/2lim∫0acos2(t)+xsin2(t)2dt car la fonction u↦∫0ucos2(t)+xsin2(t)1dt est continue sur [0;2π] puisque la fonction x↦cos2(t)+xsin2(t)1 l'est aussi.
DI=a→π/2lim∫0acos2(t)+xsin2(t)2dt car la fonction u↦∫0ucos2(t)+xsin2(t)2dt est continue sur [0;2π] puisque t↦f(t) l'est aussi.
EAucune des propositions n'est exacte
AH(a)=∫0tan(a)1+(xu)21du
BH(a)=∫0tan(a)1+xu21du
CH(a)=∫0tan(a)1+u21du
DH(a)=x1∫0tan(a)1+xu21du
EAucune des propositions n'est exacte
AH(a)=arctan(xtan(a)) et ∫0πcos2(t)+xsin2(t)1dt=π
BH(a)=xarctan(xtan(a)) et ∫0πcos2(t)+xsin2(t)1dt=πx
CH(a)=x1arctan(xtan(a)) et ∫0πcos2(t)+xsin2(t)1dt=xπ
DH(a)=x1arctan(xtan(a)) et ∫0πcos2(t)+xsin2(t)1dt=πx