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 n∈N∗ et un polynôme de Z[X] qui s'écrit P(X)=k=0∑nakXk, avec (a0,a1,…,an)∈Zn.
APour tout P ainsi défini, P n'admet jamais de racine dans Q.
BPour tout P ainsi défini, P admet toujours au moins une racine dans Q.
CSi le rationnel qp, avec p∈Z,q∈Z∗ et pgcd(p,q)=1, est racine de P alors p divise a0 et q divise an.
Polynômes
La proposition suivante est vérifiée :
Ail suffit de chercher tous les diviseurs pi entiers relatifs de a0 et tous les diviseurs qj entiers relatifs de an et les rationnels qjpi sont alors parmi les racines possibles du polynôme P.
Polynômes
Soit Q(X)=6X3−2X2+3X+4. La proposition suivante est vérifiée :
Ale nombre de rationnels pouvant éventuellement être racine de Q est : 8.
Ble nombre de rationnels non entiers pouvant éventuellement être racine de Q est : 5.
Polynômes
Soit R(X)=78X3+uX2+vX−14, u et v étant des entiers relatifs. La proposition suivante est vérifiée :
A
Polynômes
Soit S(X)=X3−3X+1. La proposition suivante est vérifiée :
AS admet une racine rationnelle.
BS n'admet pas de racine rationnelle.
CS admet deux racines rationnelles.
Polynômes
En étudiant la fonction polynomiale associée à S(X)=X3−3X+1, on démontre que :
AS admet seulement une racine réelle.
BS admet trois racines réelles distinctes.
CS admet seulement deux racines réelles distinctes.
Polynômes
Partie II
L'objectif de cette partie est d'étudier les suites définies pour tout entier n par :un+1=cun+daun+ble premier terme u0 étant donné et (a,b,c,d)∈R4.
Pour tout (a,b)∈R2∖{(0,0)}, si c=0 et d=0 alors (un)n∈N est une suite :
Suites et séries numériques
Pour toute la suite du sujet, nous nous plaçons dans le cas où c=0. Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. Si ad−bc=0 alors (un)n∈N est une suite :
Suites et séries numériques
On suppose désormais que ad−bc=0, et l'on reste dans le cas c=0 fixé à la question 8. Pour que la suite (un)n∈N soit définie pour tout n∈N, il faut et il suffit que u0 soit :
Suites et séries numériques
Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. Étude du cas général avec c=0, ad−bc=0 et u0 convenablement choisi. La proposition suivante est vérifiée :
Suites et séries numériques
Nous nous plaçons dans le cas où c=0. Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. On suppose que ad−bc=0. Supposons que f admette deux points fixes distincts α et β. On en déduit alors que :
Suites et séries numériques
Nous nous plaçons dans le cas où c=0. Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. On suppose que ad−bc=0. Supposons que f admette deux points fixes distincts α et β. Lorsque u0=α ou u0=β, la suite (un)n∈N est :
Suites et séries numériques
Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. On suppose que ad−bc=0. Dans toute la suite, on suppose que u0=β et que u0=α, α et β étant deux points fixes distincts de f. On rappelle que c=0. La suite de terme général un−βun−α est une suite :
Suites et séries numériques
Nous nous plaçons dans le cas où c=0. Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. On suppose que ad−bc=0. On suppose que u0=β et que u0=α, α et β étant deux points fixes distincts de f. La suite de terme général un−βun−α est une suite géométrique de raison k. Nous en déduisons alors :
Suites et séries numériques
Nous nous plaçons dans le cas où c=0. Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. On suppose que ad−bc=0. Supposons maintenant que f admette un seul point fixe α. La suite de terme général un−α1 est une suite :
Suites et séries numériques
Nous nous plaçons dans le cas où c=0. Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. On suppose que ad−bc=0. Supposons que f admette un seul point fixe α. On en déduit que :
Suites et séries numériques
Nous nous plaçons dans le cas où c=0. Soit f:x↦cx+dax+b la fonction associée à (un)n∈N. On suppose que ad−bc=0. Supposons maintenant que f n'admette pas de point fixe. Alors (un)n∈N :
Suites et séries numériques
Partie III
Soit E l'ensemble des matrices de M3(R) de la forme :M(a,b,c)=b+c−ac−ab−aa−baa−ba−ca−caavec (a,b,c)∈R3.
AM(a,b,c)=aA+bB+cC où A=1−1−1111111,B=101−11−1000,C=010000−1−11 et de plus A+B+C=2Id.
Algèbre linéaire et matrices
E est un espace vectoriel réel de dimension 3 de base :
On note A, B et C les matrices telles que M(a,b,c)=aA+bB+cC pour tout (a,b,c)∈R3. La table de multiplication des éléments de la base est donnée par le tableau :
Algèbre linéaire et matrices
On en déduit, pour (a,b,c)∈R3 et (a′,b′,c′)∈R3 que :
Algèbre linéaire et matrices
On en déduit que :
A∀(a,b,c)∈R3 et ∀(a′,b′,c′)∈R3 nous avons : M(a,b,c)−M(a′,b′,c′)∈E et M(a,b,c)×M(a′,b′,c′)=M(a′,b′,c′)×M(a,b,c).
Algèbre linéaire et matrices
Partie IV
Une urne contient 15 boules identiques indiscernables au toucher de couleur noire, blanche ou rouge. On sait que cette urne contient au moins deux boules de chaque couleur. On note n, b et r le nombre de boules respectivement noires, blanches et rouges. On tire simultanément deux boules dans l'urne et on note leur couleur. On note l'événement G : « obtenir deux boules de la même couleur ». On note g(n,b,r) la probabilité en fonction de n, b et r de l'événement G.
On démontre que :
Ag(n,b,r)=1201[n(n−1)+b(b−1)+r(r−1)]
Probabilités et dénombrement
Dans l'espace muni d'un repère orthonormé d'origine O, soient les points N,B et R de coordonnées respectives (15,0,0), (0,15,0) et (0,0,15). Une équation cartésienne du plan (NBR) est :
A−x−y−z=15
Géométrie
Dans l'espace muni d'un repère orthonormé d'origine O, soient les points N,B et R de coordonnées respectives (15,0,0), (0,15,0) et (0,0,15). Soit M le point de coordonnées (n,b,r) comme définies précédemment. On démontre que :
Probabilités et dénombrement
On en déduit que la probabilité g(n,b,r) est minimale pour :
A(n,b,r)=(4,4,4)
B(n,b,r)=(3,3,3)
Probabilités et dénombrement
Cette probabilité minimale est :
A72
B352
C7011
Probabilités et dénombrement
On suppose que les nombres de boules de chaque couleur ont été choisis par l'organisateur d'un jeu, de telle sorte que la probabilité de l'événement G soit minimale. Un joueur mise x euros, avec x∈N∗ puis il tire simultanément au hasard deux boules de l'urne. Dans tous les cas, il perd sa mise de départ. S'il obtient deux boules de la même couleur, il reçoit k fois le montant de sa mise, avec k nombre réel strictement supérieur à 1. Sinon, il ne reçoit rien. On note X la variable aléatoire égale au gain algébrique du joueur. Le jeu est équitable pour :
Ak⩽27
Probabilités et dénombrement
Partie V
Pour n∈N∗, on considère la fonction fn définie sur l'intervalle [0;2π] par :fn:x↦n(cosx)nsinx
La fonction fn :
Aadmet un maximum sur [0;2π] en un point unique xn vérifiant : xn=arctann1.
Fonctions, limites et développements limités
La fonction fn admet un maximum sur [0;2π] en un point unique xn. On démontre que :
A
Suites et séries numériques
La fonction fn admet un maximum sur [0;2π] en un point unique xn. On note yn=fn(xn). On démontre que :
Suites et séries numériques
Soit la fonction f définie par : f(x)=∫xx21+t21dt. Un développement limité de f en 0 à l'ordre 4 est donné par l'expression :
Intégration
Partie VI
On considère les suites (xn)n∈N, (yn)n∈N et (zn)n∈N définies pour tout n∈N∗ par :xn=∫01tncostdt,yn=∫01tnsintdtetzn=xn+iyn.
On démontre que n→+∞limxn=0 et n→+∞limyn=0 si et seulement si :
Intégration
∀n∈N∗, on démontre que :
Axn+1=(n+1)yn+sin(1)
Intégration
∀n∈N∗, on démontre que :
Ayn+1=(n+1)xn+cos(1)
Intégration
On déduit que :
An→+∞limnxn=cos1 et n→+∞limnyn=sin1
Intégration
DSi le rationnel qp, avec p∈Z,q∈Z∗ et pgcd(p,q)=1, est racine de P alors p divise an et q divise a0.
EAucune des propositions n'est exacte
Bil suffit de chercher tous les diviseurs pi entiers naturels de a0 et tous les diviseurs qj entiers naturels de an et les rationnels qjpi sont alors parmi les racines possibles du polynôme P.
Cil n'existe pas de critère de localisations des éventuelles racines de P.
Dl'étude des variations de la fonction polynomiale associée à P permet de déterminer le nombre de racines de P.
EAucune des propositions n'est exacte
Cle nombre de rationnels pouvant éventuellement être racine de Q est : 14.
Dle nombre de rationnels non entiers pouvant éventuellement être racine de Q est : 10.
EAucune des propositions n'est exacte
R admet éventuellement des racines parmi exactement 28 rationnels positifs non entiers.
BR admet éventuellement des racines parmi exactement 32 rationnels positifs non entiers.
CR admet éventuellement des racines parmi exactement 20 rationnels positifs non entiers.
DR admet éventuellement des racines parmi exactement 24 rationnels positifs non entiers.
EAucune des propositions n'est exacte
D
S admet trois racines rationnelles.
EAucune des propositions n'est exacte
D
S n'admet pas de racines réelles.
EAucune des propositions n'est exacte
Agéométrique.
Barithmético-géométrique.
Carithmétique.
Dconstante.
EAucune des propositions n'est exacte
Atelle que n→+∞limun=+∞.
Bnon définie.
Cconstante.
Dtelle que n→+∞limun=ca.
EAucune des propositions n'est exacte
Anon nul.
Bdifférent de −cd.
Cdifférent de ca.
Dun nombre réel.
EAucune des propositions n'est exacte
Ala fonction f peut admettre au plus deux points fixes.
Bla fonction f peut admettre au plus un point fixe.
Cla fonction f admet exactement deux points fixes.
Dla fonction f admet exactement un point fixe.
EAucune des propositions n'est exacte
Ab=cα2+(d−a)α et b=cβ2+(d−a)β
Bb=cα2+(a−d)α et b=cβ2+(a−d)β
Cb=−cα2+(d−a)α et b=cβ2+(d−a)β
Db=−cα2+(d−a)α et b=−cβ2+(d−a)β
EAucune des propositions n'est exacte
Anulle.
Bdivergente.
Cconstante.
Dnon définie.
EAucune des propositions n'est exacte
Agéométrique de raison k=a−αca−βc et de premier terme u0−αu0−β.
Bgéométrique de raison k=a−βca−αc et de premier terme u0−βu0−α.
Cgéométrique de raison k=a+αca+βc et de premier terme u0+αu0+β.
Dgéométrique de raison k=a+βca+αc et de premier terme u0+βu0+α.
EAucune des propositions n'est exacte
Asi ∣k∣<1 alors n→+∞limun=β ; si ∣k∣>1 alors n→+∞limun=α ; si k=−1, (un)n∈N diverge ; et si k=1, (un)n∈N est constante.
Bsi ∣k∣<1 alors n→+∞limun=β ; si ∣k∣>1 alors n→+∞limun=α ; si k=−1 ou k=1, (un)n∈N est constante.
Csi ∣k∣<1 alors n→+∞limun=α ; si ∣k∣>1 alors n→+∞limun=β ; si k=−1, (un)n∈N diverge ; et si k=1, (un)n∈N est constante.
Dsi ∣k∣<1 alors n→+∞limun=α ; si ∣k∣>1 alors n→+∞limun=β ; et si k=−1, (un)n∈N diverge. k=1 n'est pas possible puisque c=0 et α=β.
EAucune des propositions n'est exacte
Aarithmétique de premier terme u0−α1 et de raison k′=a−αcc.
Barithmétique de premier terme u0−α1 et de raison k′=a−αbb.
Carithmétique de premier terme u0−α1 et de raison k′=c−αaa.
Darithmétique de premier terme u0−α1 et de raison k′=c−αbb.
EAucune des propositions n'est exacte
An→+∞limun=−∞
Bn→+∞limun=+∞
Cn→+∞limun=α
Dn→+∞limun=0
EAucune des propositions n'est exacte
Aest telle qu'on ne peut rien dire quant à l'existence d'une limite finie éventuelle en +∞.
Badmet une limite infinie en +∞.
Cadmet une limite finie en +∞.
Dn'admet pas de limite finie en +∞.
EAucune des propositions n'est exacte
BM(a,b,c)=aA+bB+cC où A=−1−1−1111111,B=101−10−1000,C=0100−10−1−1−1 et de plus A+B+C=(0).
CM(a,b,c)=aA+bB+cC où A=0−1−1111111,B=101−10−1001,C=110010−1−10 et de plus A+B+C=2Id.
DM(a,b,c)=aA+bB+cC où A=−1−1−1111111,B=001−1−1−100−1,C=110000−1−10 et de plus A+B+C=(0).
B∃(a,b,c)∈R3 et ∃(a′,b′,c′)∈R3 tels que : M(a,b,c)−M(a′,b′,c′)∈/E et M(a,b,c)×M(a′,b′,c′)=M(a′,b′,c′)×M(a,b,c).
C∀(a,b,c)∈R3 et ∀(a′,b′,c′)∈R3 nous avons : M(a,b,c)−M(a′,b′,c′)∈E. Et ∃(a,b,c)∈R3 et ∃(a′,b′,c′)∈R3 tels que : M(a,b,c)×M(a′,b′,c′)=M(a′,b′,c′)×M(a,b,c).
D∃(a,b,c)∈R3 et ∃(a′,b′,c′)∈R3 tels que : M(a,b,c)−M(a′,b′,c′)∈/E. Et ∀(a,b,c)∈R3 et ∀(a′,b′,c′)∈R3 nous avons : M(a,b,c)×M(a′,b′,c′)=M(a′,b′,c′)×M(a,b,c).
EAucune des propositions n'est exacte
Bg(n,b,r)=2101[n(n+1)+b(b+1)+r(r+1)]
Cg(n,b,r)=1201[n(n+1)+b(b+1)+r(r+1)]
Dg(n,b,r)=1201[2n(n−1)+2b(b−1)+2r(r−1)]
EAucune des propositions n'est exacte
Bx+y+z=15
C−x−y−z=1
Dx+y+z=1
EAucune des propositions n'est exacte
Ale point M n'appartient pas au plan (NBR).
Bg(n,b,r)=2101(OM2−15)
Cle point M appartient au plan (NBR).
Dg(n,b,r)=1201(OM2−15)
EAucune des propositions n'est exacte
C(n,b,r)=(6,6,6)
D(n,b,r)=(7,7,7)
EAucune des propositions n'est exacte
D21093
EAucune des propositions n'est exacte
Bk=72
Ck⩾27
Dk=27
EAucune des propositions n'est exacte
Badmet un maximum sur [0;2π] en un point unique xn vérifiant : xn=arctann1+2π.
Cadmet un minimum sur [0;2π] en un point unique xn vérifiant : xn=arctann1.
Dadmet un minimum sur [0;2π] en un point unique xn vérifiant : xn=arctann1+2π.
EAucune des propositions n'est exacte
xn+∞∼n1+2π
Bxn+∞∼n
Cxn+∞∼n1
Dxn+∞∼n+2π
EAucune des propositions n'est exacte
Ayn+∞∼2en
Byn+∞∼en
Cyn+∞∼2e3n
Dyn+∞∼3e2n
EAucune des propositions n'est exacte
Af(x)=−x+x2−61x3+o(x4)
Bf(x)=x+x2+61x3+o(x4)
Cf(x)=−x−x2+61x3+o(x4)
Df(x)=−x+x2+61x3+o(x4)
EAucune des propositions n'est exacte
A(xn)n∈N et (yn)n∈N sont croissantes majorées et ∀n∈N,0⩽xn⩽n+11 et 0⩽yn⩽n+11.
B(xn)n∈N et (yn)n∈N sont décroissantes et minorées par 0.
Cn→+∞lim∣zn∣=0.
D(xn)n∈N et (yn)n∈N sont décroissantes minorées et ∀n∈N∗,0⩽xn⩽n1 et 0⩽yn⩽n1.