Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16 BANQUE ANALYSE EXERCICE 1 analyse Énoncé exercice 1 1
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[PDF] BANQUE ÉPREUVE ORALE DE MATHÉMATIQUES SESSION 2017
Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16 BANQUE ANALYSE EXERCICE 1 analyse Énoncé exercice 1 1
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CONCOURS COMMUNS POLYTECHNIQUES
FILIÈRE MP
BANQUE
ÉPREUVE ORALE
DE MATHÉMATIQUES
SESSION 2017
avec corrigés V. Bellecave, J.-L. Artigue, P. Berger, M. Boukhobza, F. Bernard, J.-P. Bourgade, J.Y. Boyer, S. Calmet, A. Calvez, D. Clenet, J. Esteban, M. Fructus, B. Harington, J.-P. Keller, M.-F. Lallemand, A. Lluel, O. Lopez, J.-P. Logé, S. Moinier, P.-L. Morien, S. Pellerin, V. Rayssiguier, S. Rigal, A. Rigny, A. Walbron et A. Warin2014, CC BY-NC-SA 3.0 FR
Dernière mise à jour : le 08/09/16
Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16Introduction
L"épreuve orale de mathématiques des CCP, filière MP, se déroule de la manière suivante :
25mn de préparation sur table.
25mn de passage à l"oral.
Chaque sujet proposé est constitué de deux exercices :un exercice sur 8 p ointsi ssude la banque publique accessible sur le site http://ccp.scei-concours.fr
un exercice sur 12 p oints. Les deux exercices proposés portent sur des domaines différents. Ce document contient les112 exercices de la banque pour la session 2017:58 exercices d"analyse ( exercice 1 à exercice 58).
36 exercices d"algèbre (exercice 59 à exercice 94).
18 exercices de probabilités (exercice 95 à exercice 112).
Dans l"optique d"aider les futurs candidats à se préparer au mieux aux oraux des CCP, chaque exercice de la
banque est proposé, dans ce document, avec un corrigé. Il se peut que des mises à jour aient lieu en cours d"année scolaire.Cela dit, il ne s"agira, si tel est le cas, que de mises à jour mineures : reformulation de certaines questions pour
plus de clarté, relevé d"éventuelles erreurs, suppression éventuelle de questions ou d"exercices.
Nous vous conseillons donc de vérifier, en cours d"année, en vous connectant sur le site : http://ccp.scei-concours.frsi une nouvelle version a été mise en ligne, la date de la dernière mise à jour figurant en haut de chaque page.
Si tel est le cas, les exercices concernés seront signalés dans le présent document, page 3.
Remerciements à David DELAUNAY pour l"autorisation de libre utilisation du fichier source de ses corrigés des
exercices de l"ancienne banque, diffusés sur son sitehttp://mp.cpgedupuydelome.fr NB : la présente banque intègre des éléments issus des publications suivantes : A. Antibi, L. d"Estampes et interrogateurs, Banque d"exercices de mathématiques pour le programme2003-2014 des oraux CCP-MP,Éd. Ress. Pédag. Ouv. INPT,0701(2013) 120 exercices.
http://pedagotech.inp-toulouse.fr/130701 D. Delaunay, Prépas Dupuy de Lôme, cours et exercices corrigés MPSI - MP, 2014. http://mp.cpgedupuydelome.fr L"équipe des examinateurs de l"oral de mathématiques des CCP, filière MP.Contact: Valérie BELLECAVE, coordonnatrice
des oraux de mathématiques des CCP, filière MP. vbellecave@gmail.comCC BY-NC-SA 3.0 FR Page 2
Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16MISES À JOUR :
Les mises à jour signalées sont des mises à jour par rapport à la dernière version publiée sur le site des concours,
en date du 04/04/16. mise à jour du 08/09/16: exercice 2 corrigé 2. modifié. exercice 3 énoncé : une virgule otée " à gauche de concernant". exercice 17 corrigé 1. :Xchangé enAdans tout le corrigé. exercice 49 corrigé 1.(a) autre méthode :janj6M=+1X n=0janjchangé enjanj6M=+1X p=0japj. exercice 59 énoncé : rajout de : Soitnun entier naturel tel quen>2.exercice 59 corrigé : justification du fait quefest un endomorphisme deEplacée avant les questions 1.(a) et 1.(b).
exercice 60 corrigé 4. : "d"après les questions précédentes" supprimé.exercice 62 corrigé 2.(b) : analyse remplacée par analyse (unicité) et synthèse remplacée par synthèse (existence).
exercice 63 corrigé 2. :(Dn)n>1changé en(Dn)n>1.exercice 69 corrigé 1. troisième cas : les deux première colonnes changé en les deux premières colonnes.
exercice 72 énoncé : rajout de : Soitnun entier naturel non nul. exercice 77 : changement de barème. exercice 78 : corrigé 3. ligne 4 changée en : oreest une base orthonormée deEdonc(eijej) =j ioùj idésigne le symbole de Kronecker. exercice 81 énoncé : deux phrases permutées dans le début de l"énoncé. exercice 84 corrigé 2. : début modifié.exercice 85 corrigé : harmonisation de la numérotation du corrigé avec celle de l"énoncé.
exercice 86 énoncé 2.(c) : changé en : En déduire, pour tout entier natureln, que :pne divise pasn=)np11
modp. exercice 87 énoncé :8p2J0;:::;nKchangé en8p2J0;nK. exercice 88 énoncé 2.b : jutfier remplacé par justifier. et question reformulée.exercice 92 énoncé 2. : rajout de : On admet queSn(R)etAn(R)sont des sous-espaces vectoriels deE.
exercice 98 corrigé 2.b : une parenthèse en trop dans l"expression deZ(exerccie 105 énoncé : 25 dés sont pipés changé en 25 sont pipés (c"est-à-dire truqués).
exercice 110 énoncé 1.(a) : pour tout réeltfixé changé en Pour tout réeltfixé deDGX.
CC BY-NC-SA 3.0 FR Page 3
Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16BANQUE ANALYSE
EXERCICE 1 analyse
Énoncé exercice 1
1.On considère deux suites n umériques(un)n2Net(vn)n2Ntelles que(vn)n2Nest non nulle à partir d"un
certain rang etuns+1vn. Démontrer queunetvnsont de même signe à partir d"un certain rang. 2. Déterminer le signe, au v oisinagede l"infini, de : un=sh1n tan1nCorrigé exercice 1
1.P arh ypothèse,9N02N=8n2N;n>N0=)vn6= 0.
Ainsi la suiteunv
n est définie à partir du rangN0.De plus, commeuns+1vn, on alimn!+1u
nv n= 1.Alors,8" >0,9N2N=N>N0et8n2N;n>N=)u
nv n16". (1)Prenons"=12
. Fixons un entierNvérifiant(1).Ainsi,8n2N;n>N=)u
nv n1612C"est-à-dire,8n2N;n>N=) 12
6unv n1612On en déduit que8n2N;n>N=)unv
n>12Et donc,8n2N;n>N=)unv
n>0. Ce qui implique queunetvnsont de même signe à partir du rangN. 2.Au v oisinagede +1, sh(1n
) =1n +16n3+o1n 3 ettan1n =1n +13n3+o1n 3 . Doncuns+116n3. On en déduit, d"après 1., qu"à partir d"un certain rang,unest négatif.CC BY-NC-SA 3.0 FR Page 4
Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16EXERCICE 2 analyse
Énoncé exercice 2
On posef(x) =3x+ 7(x+ 1)2.
1.Décomp oserf(x)en éléments simples.
2.En déduire que fest développable en série entière sur un intervalle du type]r;r[(oùr >0).
Préciser ce développement en série entière et déterminer, en le justifiant, le domaine de validitéDde ce
développement en série entière. 3. (a)Soit Panxnune série entière de rayonR >0.
On pose, pour toutx2]R;R[,g(x) =+1X
n=0a nxn. Exprimer, pour tout entierp, en le prouvant,apen fonction deg(p)(0). (b) En déduire le dév eloppementlimité de fà l"ordre 3 au voisinage de 0.Corrigé exercice 2
1. En utilisan tles métho deshabituel lesde décomp ositionen élémen tssimple s,on trouv e: f(x) =3x+ 1+4(x+ 1)2. 2.D"après le cours, x7!1x+ 1etx7!1(x+ 1)2sont développables en série entière à l"origine.
De plus, on a8x2]1;1[,11 +x=+1P
n=0(1)nxn.Et,8x2]1;1[,1(1 +x)2=+1P
n=1(1)n+1nxn1( obtenu par dérivation du développement précédent).On en déduit quefest développable en série entière en tant que somme de deux fonctions développables en
série entière.Et8x2]1;1[,f(x) = 3+1P
n=0(1)nxn+ 4+1P n=0(1)n(n+ 1)xn.C"est-à-dire :8x2]1;1[,f(x) =+1X
n=0(4n+ 7)(1)nxn. NotonsDle domaine de validité du développement en série entière def.D"après ce qui précéde,]1;1[D.
NotonsRle rayon de convergence de la série entièreX(4n+ 7)(1)nxn.D"après ce qui précédeR>1.
Posons, pour tout entier natureln,an= (4n+ 7)(1)n. Pourx= 1etx=1,limn!+1janxnj= +1doncX(4n+ 7)(1)nxndiverge grossièrement.DoncR61,162Det162D.
On en déduit queD= ]1;1[.
3. (a)Soit Panxnune série entière de rayonR >0.
On pose, pour toutx2]R;R[,g(x) =+1X
n=0a nxn.D"après le cours,gest de classeC1sur]R;R[.
De plus,8x2]R;R[,
g0(x) =+1X
n=1na nxn1=+1X n=0(n+ 1)an+1xn g00(x) =+1X
n=1n(n+ 1)an+1xn1=+1X n=0(n+ 1)(n+ 2)an+2xn.CC BY-NC-SA 3.0 FR Page 5
Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16 et, par récurrence, on a :8p2N,8x2]R;R[,g(p)(x) =+1X
n=0(n+ 1)(n+ 2):::(n+p)an+pxn=+1X n=0(n+p)!n!an+pxn.Ainsi, pour toutp2N,g(p)(0) =p!ap.
C"est-à-dire, pour toutp2N,ap=g(p)(0)p!.
(b)fest de classeC1sur]1;1[. Donc d"après la formule de Taylor-Young, au voisinage de0,f(x) =3X p=0f (p)(0)p!xp+o(x3). (*)Or, d"après 3.(a), pour tout entierp,f(p)(0)p!est aussi la valeur dupièmecoefficient du développement en
série entière def. Donc, d"après 2., pour tout entierp,f(p)(0)p!= (4p+ 7)(1)p. (**) Ainsi, d"après (*) et (**), au voisinage de0,f(x) =3X p=0(4p+ 7)(1)pxp+o(x3). C"est-à-dire, au voisinage de0,f(x) = 711x+ 15x219x3+o(x3).CC BY-NC-SA 3.0 FR Page 6
Banque épreuve orale de mathématiques session 2017, CCP-MP Mise à jour : 08/09/16EXERCICE 3 analyse
Énoncé exercice 3
1.On p oseg(x) = e2xeth(x) =11 +x.
Calculer, pour tout entier naturelk, la dérivée d"ordrekdes fonctionsgethsur leurs ensembles de
définitions respectifs. 2.On p osef(x) =e2x1 +x.
En utilisant la formule de Leibniz concernant la dérivéenièmed"un produit de fonctions, déterminer, pour
tout entier naturelnet pour toutx2Rnf1g, la valeur def(n)(x). 3.Démon trer,dans le cas g énéral,la form ulede Leibniz, utilisée dans la question précéden te.