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BCE Maths appliquees ESC ECE 2007

Epreuve de maths appliquees - ECE 2007

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Probabilités finies, discrètes et dénombrementAlgèbre linéaireFonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)Calcul différentiel et fonctions à plusieurs variablesStatistiquesProbabilités continues

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Description

Annale de maths appliquees BCE ESC pour la filiere ECE, session 2007.

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CODE SUJET:

293
Concepteur Epreuves ESC : ESC CHAMBERY
ESC_MATE
OPTION ECONOMIQUE

MATHEMATIQUES

mardi 15 Mai 2007, de 14 h. à 18 h.
N.B.
Il n'est fait 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.

EXERCICE 1

On considère les matrices : et , et on rappelle que la famille est une base de .
On note et .
Soit l'application qui à toute matrice associe la matrice .
  1. (a) Vérifier que .
Montrer que est un endomorphisme de .
(b) Calculer et en fonction de .
En déduire que la matrice de relativement à la base est .
2. (a) Montrer que . Déterminer la dimension de .
(b) Montrer que .
3. (a) Calculer .
(b) En déduire que les seules valeurs propres possibles de sont 0 et 1 .
Le réel 0 est-il valeur propre de ?
(c) Soit . Justifier que si alors .
Réciproquement montrer que si alors .
En déduire que le réel 1 est valeur propre de , de sous-espace propre associé .
4. On considère la famille .
(a) Justifier que est une base de .
(b) Déterminer la matrice de l'endomorphisme relativement à la base .
(c) On considère et on rappelle que .
Déterminer les coordonnées de dans la base .

EXERCICE 2

On désigne par un entier naturel non nul et on note la fonction définie sur par .
  1. (a) Montrer que est dérivable sur et calculer sa dérivée .
    (b) Etudier les variations de sur (On précisera les limites aux bornes) et montrer que l'équation d'inconnue admet une unique solution notée .
    (c) Calculer et puis justifier que .
    (d) Montrer que converge vers 0 . Justifier l'égalité , puis déterminer un équivalent simple de lorsque tend vers l'infini.
    On considère maintenant et dans toute la suite deux fonctions notées et :
    La fonction est définie sur par: .
    La fonction est définie sur par: .
  2. (a) Justifier que est de classe sur .
    (b) Calculer les dérivées partielles d'ordre 1 de .
    (c) Montrer que le seul point critique de est le point , où le réel est l' unique solution de l'équation , vue au 1 . (b).
    (d) Calculer les dérivées partielles d'ordre 2 de . Montrer que présente en un minimum local de valeur .
  3. (a) Montrer que pour tout de .
    (b) Etudier les variations de et montrer que présente en un minimum global.
    (c) En déduire que le minimum local présenté en est aussi un minimum global pour .
  4. On considère le programme PASCAL suivant :
program racine ;
var a,b:real;k:integer;
function f (x : real) : real ;
    begin
        f:= .........................................;
    end ;
begin
    a:= 0; b:=1;
    for k :=1 to 10 do if ( ...........................) then }b:=(a+b)/2 else a:=(a+b)/2;+
    writeln (' u = ', a );
end.
(a) Recopier et compléter la fonction de manière à ce qu'elle calcule .
(b) Recopier et compléter la boucle de manière à ce qu'elle effectue une recherche dichotomique de . Justifier que la valeur de a affichée est une valeur approchée de avec une erreur inférieure à 0,001 ( on donne ).

EXERCICE 3

Les parties A et B sont indépendantes .

On considère un moteur qui fonctionne sans interruption, en émettant du gaz carbonique dans l'atmosphère.

PARTIE A

Dans cette partie on suppose que le moteur subit chaque jour un contrôle de pollution afin de voir si le taux de gaz carbonique émis est réglementaire ( Si c'est bien le cas on dira que le contrôle est positif ).
On numérote ces contrôles à partir du jour numéro 1 et on les suppose indépendants .
A chacun de ces contrôles la probabilité d'être positif est .
Au premier contrôle négatif, les réglages du moteur sont améliorés puis on le soumet dès le lendemain à une nouvelle série de contrôles indépendants, à raison de un contrôle par jour.
A chacun de ces nouveaux contrôles la probabilité d'être positif est alors de .
On note dans toute la suite la variable aléatoire égale au numéro du jour du premier contrôle négatif et la variable aléatoire égale au numéro du jour du second contrôle négatif.
  1. Justifier que suit une loi classique , qu'on détaillera , et donner son espérance et sa variance.
  2. (a) Donner . Que s'est-il passé les cinq premiers jours si et se sont réalisés ?
En déduire que .
(b) Plus généralement, montrer que pour et :
  • si .
  • si .
    (c) Montrer que pour tout entier naturel .

PARTIE B

Dans cette partie désigne un réel strictement positif.
On note la fonction définie sur par :
  1. Montrer que est une densité de probabilité.
Dans la suite de cette partie B, un capteur mesure en permanence le taux de gaz carbonique émis par le moteur. On suppose que le temps écoulé entre le démarrage du moteur et l'instant précis ( en heures ) où son taux de gaz carbonique devient non règlementaire est une variable aléatoire de densité .
2. Montrer que admet une espérance et une variance de valeurs : .
3. (a) Déterminer la fonction de répartition de .
(b) Calculer les probabilités .
4. On met en route moteurs de modèle identique au précédent, et indépendants ( ).
On note les temps respectifs pendant lesquels ces moteurs ont un taux de gaz carbonique règlementaire ( suivent donc la même loi que et sont indépendantes ).
(a) Montrer que la variable est un estimateur sans biais du réel .
(b) Calculer son risque quadratique noté .

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