CCINP Mathématiques PC 2017Sujet, corrigé et rapport du jury
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DifficileProbabilités et automate à lettres : temps d'attente d'une séquence, séries entières et algèbre linéaireAfficher ou masquer la section
Présentation du sujet
DifficileLe sujet étudie un automate qui génère successivement les lettres C ou P et s'intéresse au temps d'attente Y d'une séquence prédéfinie, via sa série génératrice. Il comporte cinq parties largement indépendantes : une étude probabiliste simple, des résultats préliminaires sur les séries entières, un cas intermédiaire utilisant une récurrence linéaire d'ordre 2, des résultats d'algèbre linéaire, puis un cas plus complet combinant ces outils.
- 1Partie I : étude d'un cas simpleReconnaître la loi géométrique de Y et calculer son espérance et sa variance via sa série génératrice.
- 2Partie II : séries entièresÉtablir des résultats préliminaires sur le rayon de convergence et le produit de Cauchy de séries entières.
- 3Partie III : étude d'un cas intermédiaireObtenir une formule de récurrence linéaire d'ordre 2 puis en déduire les propriétés de Y à l'aide de probabilités totales.
- 4Partie IV : algèbre linéaireÉtablir des résultats sur valeurs propres, déterminant et polynôme caractéristique, réutilisés en partie V.
- 5Partie V : étude d'un dernier casTraiter un cas plus complet en combinant les résultats de probabilités, de séries entières et d'algèbre linéaire des parties précédentes.
Difficile. Le rapport indique que l'épreuve s'est avérée très discriminante, avec de graves lacunes persistantes chez de nombreux candidats malgré une meilleure gestion du temps.
Ce qu'a observé le jury
5 erreurs relevéesRayon de convergence mal justifié · Système complet d'évènements mal défini · Manipulation défaillante de la valeur absolueAfficher ou masquer la section
Ce qu'a observé le jury
5 erreurs relevéesLe jury note que l'épreuve a été très discriminante : les candidats les plus solides ont réussi pleinement les deux tiers du problème, tandis que les autres se sont limités aux questions de manipulation élémentaire. La présentation écrite et la gestion du temps se sont améliorées, mais des lacunes de fond subsistent sur le socle des connaissances.
Les erreurs les plus sanctionnées
- 1Rayon de convergence mal justifiéQ2, Q5
La règle de d'Alembert pour les séries entières est souvent appliquée sans précaution, notamment sur le cas particulier x=0, et présentée à tort comme une condition nécessaire et suffisante de convergence.
« affirment que ce critère donne une condition nécessaire et suffisante de convergence de la série entière. »
- 2Système complet d'évènements mal définiQ13, Q14, Q40
La définition précise d'un système complet d'évènements est rarement correcte et la formule des probabilités totales est sous-utilisée malgré son intérêt suggéré par l'énoncé.
« La définition d'un système complet d'évènements est très rarement donnée correctement. »
- 3Manipulation défaillante de la valeur absolueQ18
La fonction valeur absolue est traitée tantôt comme croissante, tantôt comme décroissante selon les besoins du calcul, ce qui conduit à des inégalités mal justifiées.
« La fonction valeur absolue est assimilée à une fonction croissante ou décroissante sur R suivant les besoins. »
- 4Calcul de déterminant inutilement longQ24, Q28, Q33
Plusieurs questions d'algèbre linéaire pouvaient s'appuyer sur un résultat déjà établi, mais la majorité des candidats refait un calcul direct et long de déterminant.
« Que de perte de temps sur cette question. »
- 5Théorème de d'Alembert-Gauss mal exploitéQ36
Le théorème est parfois cité pour dire qu'un polynôme complexe est scindé, mais l'argument sur la multiplicité de la racine 0 est rarement mobilisé.
Ce qui a été bien réussi
- La présentation écrite est jugée très bonne en règle générale.
- Les copies traitant sérieusement moins de 15 questions sont devenues quasiment inexistantes et les candidats traitant la quasi-totalité du sujet sont moins rares.
- Les questions Q6, Q7, Q16, Q22, Q25, Q26, Q30 à Q32, Q38, Q39 et Q41 à Q44 sont signalées comme bien réussies.
Conseils du jury
- Prendre du recul avant de se lancer dans un calcul, car le résultat peut souvent s'obtenir avec beaucoup plus de concision.
- Clarifier les liens logiques entre les différentes parties d'un même raisonnement plutôt que d'empiler des calculs.
- Réviser précisément les définitions moins courantes du cours, comme celle du système complet d'évènements ou du vecteur propre.
- Éviter de présenter un résultat comme acquis sans justification mathématique convaincante, une attitude pénalisée par les correcteurs.
Synthèse rédigée par WikiPrépa à partir du rapport officiel du jury (à télécharger en PDF). Les citations sont extraites du rapport.
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L'énoncé complet, avec les formules et les figures, sans ouvrir le PDF.Afficher ou masquer la section
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EPREUVE SPECIFIQUE - FILIERE PC
MATHEMATIQUES
Mardi 2 mai : 14 h - 18 h
Les calculatrices sont interdites
PROBLÈME
On considère un automate qui génère successivement les lettres C ou P jusqu'à obtenir une certaine séquence prédéfinie.
On suppose que pour tout
On considère dans tous les cas que l'automate est initialement au niveau 0 . On se propose alors d'étudier essentiellement l'existence de l'espérance et de la variance de la variable aléatoire correspondant au temps d'attente de la séquence prédéfinie à travers sa série génératrice.
Partie I - Étude d'un cas simple

On sait alors que
Q2. Montrer que
Q3. Montrer que
Q4. Donner les valeurs de
Partie II - Séries entières
Q5. Montrer que
Q6. Montrer que si
Soit
Q9. En déduire que le rayon de convergence de
Pour tout réel
Q11. Justifier que
Partie III - Étude d'un cas intermédiaire

Q13. Justifier que (
Q14. En déduire que pour tout
Q15. En déduire que pour tout
Pour
Q16. Montrer que
Q17. Montrer que, pour tout
Q18. Montrer que
Pour tout réel
Q19. Montrer à l'aide de la question Q10 que
Q21. Montrer que
Q22. Vérifier, à l'aide des questions Q4 et Q21, que
Partie IV - Algèbre linéaire
Soit
On dit que la matrice colonne
Q26. Montrer que, pour tout
Pour tout
Q27. Montrer que pour tout
Q28. Vérifier que pour tout
Q29. En déduire que, pour
Pour tout
Q31. En déduire que
Q32. Montrer que, pour
i)
ii)
iii)
Q36. Montrer l'existence de nombres complexes
Partie V - Étude d'un dernier cas
- l'automate passe du niveau 0 au niveau 1 en générant la lettre C ;
- l'automate passe du niveau 1 au niveau 2 en générant la lettre P ;
- l'automate passe du niveau 2 au niveau 3 en générant la lettre C ;
- si l'automate est au niveau 0 ou 2 et qu'il génère la lettre P , alors il retombe au niveau 0 ;
- si l'automate est au niveau 1 et qu'il génère la lettre C , alors il reste au niveau 1 .

On admet que
On remarque que la série génératrice de
Q40. Montrer que pour tout
Soit
Q41. Montrer que
Q42. Montrer que la matrice colonne
Q43. Montrer que
Q44. Montrer que
Q45. Donner l'expression de
Q46. Proposer une méthode permettant de déterminer le temps d'attente moyen de la première réalisation par l'automate de la séquence CCPPC : on précisera notamment le schéma des six niveaux correspondants et la matrice analogue à
Questions fréquentes
4 questionsSur quels chapitres porte le sujet de maths CCINP PC 2017 ?Afficher ou masquer la section
Questions fréquentes
4 questionsSur quels chapitres porte le sujet de maths CCINP PC 2017 ?
Le sujet mêle probabilités (loi géométrique, système complet d'évènements), séries entières (rayon de convergence, produit de Cauchy) et algèbre linéaire (valeurs propres, déterminant, polynôme caractéristique) autour de l'étude d'un automate générant des lettres.
Quelles sont les erreurs les plus fréquentes relevées par le jury sur ce sujet CCINP maths PC 2017 ?
Le jury relève une maîtrise insuffisante des définitions de cours, des calculs menés sans recul alors qu'un raisonnement plus court existait, et des confusions récurrentes sur la valeur absolue et le système complet d'évènements.
Le sujet de maths CCINP PC 2017 est-il difficile ?
Le rapport le qualifie de très discriminant : les meilleurs candidats ont réussi les deux tiers du problème, tandis que les autres se sont limités aux questions les plus élémentaires.
Le sujet CCINP maths PC 2017 est-il indépendant entre ses parties ?
Oui, le problème comporte cinq parties largement indépendantes, ce qui permet de progresser même sans avoir résolu toutes les questions ouvertes précédentes.
Pas de description pour le moment
