BCE Maths approfondies EDHEC ECS 2015
Epreuve de maths approfondies - ECS 2015
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Intégrales généraliséesProbabilités finies, discrètes et dénombrementProbabilités continuesAlgèbre bilinéaire et espaces euclidiensInformatiqueSéries et familles sommables
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Description
Annale de maths approfondies BCE EDHEC pour la filiere ECS, session 2015.
Lecture web du sujet
Version HTML avec rendu des formules, intégrée sur la page canonique.
Conception : EDHEC
MATHÉMATIQUES
Mardi 5 Mai 2015, de 8 h. à 12 h.
La présentation, la lisibilité, l'orthographe, la qualité de la rédaction, la clarté et la précision des raisonnements entreront pour une part importante dans l'appréciation des copies.
Les candidats sont invités à encadrer, dans la mesure du possible, les résultats de leurs calculs.
Ils ne doivent faire usage d'aucun document, seule l'utilisation d'une règle graduée est autorisée. L'utilisation de toute calculatrice et de tout matériel électronique est interdite.
Si au cours de l'épreuve, un candidat repère ce qui lui semble être une erreur d'énoncé, il la signalera sur sa copie et poursuivra sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu'il sera amené à prendre.
Les candidats sont invités à encadrer, dans la mesure du possible, les résultats de leurs calculs.
Ils ne doivent faire usage d'aucun document, seule l'utilisation d'une règle graduée est autorisée. L'utilisation de toute calculatrice et de tout matériel électronique est interdite.
Si au cours de l'épreuve, un candidat repère ce qui lui semble être une erreur d'énoncé, il la signalera sur sa copie et poursuivra sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu'il sera amené à prendre.
Exercice 1
Pour tout
de
, on pose
.
- Vérifier que
est une intégrale convergente. - a) Déterminer les réels
et tels que, pour tout différent de -1 et 0 , on ait :
b) En déduire la valeur de
.
3) a) Montrer que, pour tout entier naturel supérieur ou égal à 2 , on a :
3) a) Montrer que, pour tout entier naturel
b) En déduire l'existence et la valeur de
.
4) a) Pour tout de
, calculer
.
b) Montrer que la suite est décroissante.
c) En déduire un équivalent de puis donner la nature de la série de terme général
.
5) Pour tout de
, on pose
.
a) Montrer que est une intégrale convergente.
b) Calculer .
6) a) Pour tout de
, exprimer
en fonction de
.
b) Déterminer alors, pour tout de
, l'expression de
en fonction de
.
c) Montrer que: . Donner la valeur de
.
d) En déduire que la série de terme général est convergente et donner sa somme.
7) À l'aide des questions 4a) et 6a), compléter les commandes Scilab suivantes afin qu'elles permettent le calcul de et
pour une valeur de
, supérieure ou égale à 2 , entrée par l'utilisateur.
4) a) Pour tout
b) Montrer que la suite
c) En déduire un équivalent de
5) Pour tout
a) Montrer que
b) Calculer
6) a) Pour tout
b) Déterminer alors, pour tout
c) Montrer que:
d) En déduire que la série de terme général
7) À l'aide des questions 4a) et 6a), compléter les commandes Scilab suivantes afin qu'elles permettent le calcul de
n = input('entrez une valeur de n supérieure ou égale à 2 :')
I = log(2); J = 1/2; J = ------
for k = 2:n
I = ------ ; J = ------ ; end
disp(I, 'la valeur de I est :')
disp(J, 'la valeur de J est :')
Exercice 2
On considère une variable aléatoire
suivant la loi normale centrée réduite (d'espérance nulle et de variance égale à 1) et on note
la fonction de répartition de
.
On pose et on admet que
est une variable aléatoire. On note
la fonction de répartition de
.
On pose
- a) Exprimer, pour tout réel
positif, à l'aide de . En déduire que est une variable aléatoire à densité et donner une densité de .
b) Montrer quepossède une espérance et donner sa valeur.
c) Montrer quepossède une variance et donner sa valeur. - On considère la fonction
définie par:
a) Vérifier, en justifiant que l'on peut procéder au changement de variable
, que :
b) En déduire que
peut être considérée comme une densité.
On considère, dans la suite, une variable aléatoire
de densité
et on note
sa fonction de répartition.
3) a) On pose et on admet que
est une variable aléatoire à densité. Exprimer la fonction de répartition
de
en fonction de
puis en déduire une densité
de
et vérifier que
suit la même loi que
.
b) En déduire que possède une espérance et donner sa valeur.
4) Écrire une commande Scilab permettant de simuler la variable aléatoire .
5) On considère les commandes Scilab suivantes :
n =input('entrez la valeur de n : ')
w = grand(1,n,'exp',1)
a) En remarquant que , montrer que
contient une valeur approchée de
, pour peu que l'on entre une valeur de
assez grande.
b) On admet que . Quelle est la valeur exacte de l'intégrale dont il est question ci-dessus ?
3) a) On pose
b) En déduire que
4) Écrire une commande Scilab permettant de simuler la variable aléatoire
5) On considère les commandes Scilab suivantes :
n =input('entrez la valeur de n : ')
w = grand(1,n,'exp',1)
a) En remarquant que
b) On admet que
Exercice 3
On considère l'espace euclidien
muni du produit scalaire canonique.
Pour tout couple de
, on note
le produit scalaire canonique de
et
.
On note la base canonique de
et on rappelle que
est orthonormale pour le produit scalaire
,
On considère un endomorphisme de
, symétrique, dont les valeurs propres sont toutes strictement positives.
Pour tout couple
On note
On considère un endomorphisme
- Justifier l'existence d'une base orthonormale de
, formée de vecteurs propres de . - a) Montrer que, pour tout
de , on a : .
b) Vérifier que l'égalitéa lieu si et seulement si .
c) En déduire que l'application, de dans , définie par , est un produit scalaire sur . - a) En utilisant
, montrer qu'il existe un endomorphisme de , symétrique pour le produit scalaire canonique, dont les valeurs propres sont strictement positives, et tel que .
b) Établir queest bijectif.
c) Montrer que la famille () est une base orthonormale de pour le produit scalaire .
Problème
Partie 1
Dans cette partie, la lettre
désigne un entier naturel et
est un réel fixé de
.
- Montrer que, lorsque
est au voisinage de , on a : . - a) Donner la valeur de
.
b) En déduire que la sérieest convergente. - Pour tout entier naturel
, on pose : .
a) Donner la valeur de.
b) Établir, en utilisant la formule du triangle de Pascal, que :.
c) En déduire :
d) Donner enfin la valeur de
.
Partie 2
On désigne par
et
deux réels de
.
Un joueur participe à un jeu constitué d'une suite de manches.
Avant chaque manche, y compris la première, le joueur a une probabilité de ne pas être autorisé à jouer la manche en question (on dit qu'il est disqualifié et c'est définitif), et une probabilité
d'y être autorisé, ceci indépendamment du fait qu'il ait gagné ou perdu la manche précédente s'il y en a eu une. À chaque manche jouée, le joueur gagne un euro avec la probabilité
et il perd un euro avec la probabilité
.
Un joueur participe à un jeu constitué d'une suite de manches.
Avant chaque manche, y compris la première, le joueur a une probabilité
Si le jeu a commencé, le joueur joue jusqu'à ce qu'il soit disqualifié et on suppose que les manches jouées sont jouées de façon indépendante.
On note :
On note :
-
le nombre de manches auxquelles a participé ce joueur avant d'être disqualifié. -
le nombre de manches gagnées par ce joueur. -
le gain du joueur à la fin du jeu.
On admet que
et
sont des variables aléatoires, définies toutes les trois sur le même espace probabilisé
.
- a) Donner la loi de
(on pourra noter l'événement « le joueur ne joue pas la manche»).
b) On pose. Reconnaître la loi de la variable puis en déduire que l'on a:
c) En déduire également la valeur de
.
2) a) Déterminer, pour tout entier naturel , la loi de
, conditionnellement à l'événement (
).
b) En déduire, à l'aide de la partie 1, la loi de .
3) Calculer l'espérance de puis montrer que
.
4) a) Exprimer en fonction de
et
.
b) En déduire l'espérance de .
c) On admet l'existence de . Établir que
.
d) En déduire la variance de .
5) a) Compléter, en utilisant la fonction grand, les commandes Scilab suivantes pour qu'elles simulent l'expérience aléatoire étudiée et affichent les valeurs prises par et
.
2) a) Déterminer, pour tout entier naturel
b) En déduire, à l'aide de la partie 1, la loi de
3) Calculer l'espérance de
4) a) Exprimer
b) En déduire l'espérance de
c) On admet l'existence de
d) En déduire la variance de
5) a) Compléter, en utilisant la fonction grand, les commandes Scilab suivantes pour qu'elles simulent l'expérience aléatoire étudiée et affichent les valeurs prises par
alpha = input('entrez la valeur de alpha :')
p = input('entrez la valeur de p :')
X = ------
Y = ------
disp(X)
disp(Y)
b) Quelles commandes faut-il ajouter aux précédentes pour que la valeur prise par
soit calculée et affichée ?
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