Fonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)Suites et séries de fonctionsAlgèbre linéaireRéductionProbabilités finies, discrètes et dénombrementCalcul différentiel et fonctions à plusieurs variables
Lundi 3 mai 2004 de 8 heures à 12 heures
Les candidats ne doivent faire usage d'aucun document ; l'utilisation de toute calculatrice et de tout matériel électronique est interdite.
Seule l'utilisation d'une règle graduée est autorisée.
PREMIER EXERCICE
On considère l'application définie, pour tout , par :
Dresser le tableau de variation de sur , comprenant les limites de en et en .
a. Établir, pour tout et .
b. En déduire :
On considère la suite réelle définie par et, pour tout :
a. Établir que tend vers lorsque tend vers .
b. Écrire un programme en Pascal qui calcule et affiche le plus petit entier tel que .
4. On considère l'application définie, pour tout , par :
a. Montrer que est impaire.
b. Montrer que est de classe sur et calculer pour tout .
c. Quelle est la limite de lorsque tend vers ?
d. Étudier le sens de variation de et dresser le tableau de variation de sur , comprenant les limites de en et en .
DEUXIÈME EXERCICE
On note l'espace vectoriel réel des matrices carrées d'ordre trois à éléments réels, la matrice identité de la matrice nulle de .
On considère, pour toute matrice de , les ensembles et suivants :
Partie I
Montrer que est un sous-espace vectoriel de .
On admettra que est aussi un sous-espace vectoriel de .
2. a. Établir: .
b. Montrer que, si est inversible, alors .
3. a. Établir que, si est inversible, alors .
b. Un exemple : Soit . Déterminer et .
Partie II
On considère la matrice .
Calculer les valeurs propres et les sous-espaces propres de .
En déduire une matrice diagonale , dont les termes diagonaux sont dans l'ordre croissant, et une matrice inversible , dont les éléments de la première ligne sont égaux à 1 , telles que .
Soit . On note .
Montrer :
Montrer que si et seulement s'il existe trois réels tels que .
En déduire l'expression générale des matrices de et déterminer une base et la dimension de .
Donner l'expression générale des matrices de et déterminer une base et la dimension de .
Est-ce que ?
TROISIÈME EXERCICE
Une urne contient des boules blanches, des boules rouges et des boules vertes.
La proportion de boules blanches est .
La proportion de boules rouges est .
La proportion de boules vertes est .
Ainsi, on a : avec .
On effectue des tirages successifs avec remise et on s'arrête au premier changement de couleur. Pour tout entier naturel supérieur ou égal à 1 , on note (respectivement ; ) l'événement « la -ème boule tirée est blanche (respectivement rouge ; verte) ».
On note la variable aléatoire égale au nombre de tirages effectués.
Par exemple, lorsque le résultat des tirages est , la variable aléatoire prend la valeur 3.
Partie I
Préciser les valeurs possibles de .
Montrer : .
Montrer que la variable aléatoire admet une espérance et que :
Partie II
On considère la fonction de classe sur définie par :
Calculer, pour tout et .
Montrer qu'il existe un unique point de en lequel est susceptible de posséder un extremum local et déterminer .
Montrer que admet en un minimum local.
4.a. Exprimer en fonction de .
b. Que peut-on dire de lorsque ?
Partie III
Montrer que l'intégrale est convergente et déterminer sa valeur.
On rappelle que .
On note et on considère la fonction définie sur par :
Vérifier que est une densité de probabilité.
On note une variable aléatoire admettant comme densité.
3. Montrer que admet une espérance et calculer cette espérance.
4. On note la variable aléatoire égale à la partie entière de . On rappelle que la partie entière d'un nombre réel est le plus grand entier inférieur ou égal à .
a. Déterminer la loi de probabilité de .
b. Comparer la loi de probabilité de lorsque et la loi de probabilité de .