\documentclass[10pt]{article} \usepackage[french]{babel} \usepackage[utf8]{inputenc} \usepackage[T1]{fontenc} \usepackage{amsmath} \usepackage{amsfonts} \usepackage{amssymb} \usepackage[version=4]{mhchem} \usepackage{stmaryrd} \usepackage{bbold} \title{ECOLE DE HAUTES ETUDES COMMERCIALES DU NORD \\ Concours d'admission sur classes préparatoires } \author{} \date{} \begin{document} \maketitle MATHEMATIQUES\\ Option économique\\ Mardi 15 mai 2001, de 8h à 12h 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.\\ Its ne doivent faire usage d'aucun document ; seule l'utilisation d'une règle graduée est autorisée. \section*{L'utilisation de toute calculatrice et de tout matériel électronique est interdite.} \section*{Exercice 1} \(E\) désigne un espace vectoriel sur IR , rapporté à une base \(B=\left(e_{1}, e_{2}, e_{3}\right)\).\\ On désigne par a un réel non nul et on considère l'endomorphisme \(f_{a}\) de \(E\), défini par : \(f_{a}\left(e_{2}\right)=0\) et \(f_{a}\left(e_{1}\right)=f_{a}\left(e_{3}\right)=a e_{1}+e_{2}-a e_{3}\). \begin{enumerate} \item a. Écrire la matrice \(A_{a}\) de \(f_{a}\) relativement à la base \(B\) et calculer \(A_{a}{ }^{2}\).\\ b. Montrer que 0 est la seule valeur propre de \(A_{a}\).\\ c. \(A_{a}\) est-elle diagonalisable ? Est-elle inversible ? \item On pose \(u_{1}=a e_{1}+e_{2}-a e_{3}\).\\ a. Montrer que \(\mathcal{B}^{\prime}=\left(u_{1}, e_{2}, e_{3}\right)\) est une base de \(E\).\\ b. Vérifier que la matrice de \(f_{a}\) relativement à la base \(\mathcal{B}^{\prime}\) est \(K=\left(\begin{array}{lll}0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0\end{array}\right)\). \end{enumerate} Dans la suite, on cherche à caractériser les endomorphismes \(g\) de \(E\) tels que \(g \circ g=f_{a}\).\\ 3) On suppose qu'un tel endomorphisme \(g\) existe et on note \(M\) sa matrice dans \(\mathcal{B}^{\prime}\).\\ a. Expliquer pourquoi \(M^{2}=K\) puis montrer que \(M K=K M\).\\ b. Déduire de ces deux relations que \(M=\left(\begin{array}{lll}0 & x & y \\ 0 & 0 & z \\ 0 & 0 & 0\end{array}\right)\), \(x, y\) et \(z\) étant 3 réels tels que \(x z=1\).\\ 4) Réciproquement, vérifier que tout endomorphisme \(g\) dont la matrice dans \(\mathcal{B}^{\prime}\) est du type ci-dessus est solution de \(g \circ g=f_{a}\). \section*{Exercice 2} On désigne par \(n\) un entier naturel supérieur ou égal à 2 .\\ On considère une épreuve aléatoire pouvant aboutir à 3 résultats différents \(R_{1}, R_{2}\) et \(R_{3}\) de probabilités respectives \(P_{1}, P_{2}\) et \(P_{3}\). On a donc \(P_{1}+P_{2}+P_{3}=1\) et on admet que, pour tout \(i\) de \(\{1,2,3\}, 0