\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} \usepackage{fvextra, csquotes} \begin{document} \section*{ESSEC \\ Option économiqueAnnée 2004} 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; l'utilisation de toute calculatrice et de tout matériel électronique est interdite. Seule l'utilisation d'une règle graduée est autorisée.\\ Si au cours de l'épreuve un candidat repère ce qui lui semble une erreur d'énoncé, il le signalera sur sa copie et poursuivra sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu'il sera amené à prendre.Exercice 1 :\\ probabilités et algèbre linéaire Dans tout l'exercice, \(N\) désigne un nombre entier supérieur ou égal à 1 . \section*{I.Etude d'un endomorphisme} On note \(\mathbb{R}_{N}[X]\) l'espace vectoriel formé des polynômes de degré inférieur ou égal à \(N\) et du polynôme nul ; on désigne par Id l'application identique de \(\mathbb{R}_{N}[X]\) dans \(\mathbb{R}_{N}[X]\). \begin{enumerate} \item Soit \(a\) un nombre réel non nul et \(P\) un élément de \(\mathbb{R}_{N}[X]\). \end{enumerate} Justifier que \(P(a X+1-a)\) (c'est-à-dire la fonction de \(\mathbb{R}\) dans \(\mathbb{R}: x \longmapsto P(a x+1-a)\) ) est un polynôme de même degré que \(P\). \begin{displayquote} Dans toute la suite de l'exercice, pour tout réel \(a\) non nul, on note \(f_{a}\) l'application de \(\mathbb{R}_{N}[X]\) dans \(\mathbb{R}_{N}[X]\) qui à un polynôme \(P\) associe le polynôme \(P(a x+1-a)\) \end{displayquote} \begin{enumerate} \setcounter{enumi}{1} \item Soient \(a\) et \(b\) des nombres réels non nuls.\\ (a) Déterminer la composée \(f_{b} \circ f_{a}\) de \(f_{a}\) par \(f_{b}\).\\ (b) Démontrer que \(f_{a}\) est un isomorphisme de \(\mathbb{R}_{N}[X]\), et préciser sa bijection réciproque, notée \(\left(f_{a}\right)^{-1}\).\\ (c) On pose : \(\left(f_{a}\right)^{0}=\) Id et, pour tout entier naturel \(n:\left(f_{a}\right)^{n+1}=\left(f_{a}\right)^{n} \circ f_{a}\). \end{enumerate} Démontrer que, pour tout entier naturel \(n:\left(f_{a}\right)^{n}=f_{a^{n}}\).\\ 3. Pour tout réel a non nul, on note \(M_{a}\) la matrice de \(f_{a}\) dans la base canonique \(\left(1, X, \ldots, X^{N}\right)\) de \(\mathbb{R}_{N}[X]\).\\ (a) Expliciter \(M_{a}\) dans le cas \(N=3\). Dans le cas général, donner le coefficient de la ( \(i+1\) )-ième ligne et ( \(j+1\) )-ième colonne de \(M_{a}\) ( \(i\) et \(j\) entiers compris au sens large entre 0 et \(N\) ).\\ (b) \(n\) désignant un entier naturel, justifier l'égalité : \(\left(M_{a}\right)^{n}=M_{a^{n}}\). Ce résultat reste-t-il valable si \(n\) est un entier négatif ?\\ 4. Préciser l'ensemble des valeurs propres de \(f_{a}\). Pour tout entier \(k\) compris au sens large entre 0 et \(N\), calculer \(f_{a}\left((X-1)^{k}\right)\).\\ L'endomorphisme \(f_{a}\) est-il diagonalisable ? \section*{II. Etude d'une expérience aléatoire} On dispose de \(N\) pièces de monnaie, chacune ayant la probabilité \(p\) d'amener pile ( \(02 \end{array}\right. \] et \[ \left\{\begin{array}{l} a>2 \\ b=2 \end{array}\right. \] (c) Soit \(X\) une variable aléatoire définie sur un espace probabilisé et admettant pour densité \(f\). \begin{itemize} \item Déterminer l'espérance de la variable aléatoire \(X\). \item Démontrer que \(X\) admet une variance égale à \(\frac{a b}{(a+b)^{2}(a+b+1)}\). \end{itemize} \section*{III. Conclusion} Considérons à nouveau une urne composée de boules blanches et de boules rouges, dont la composition exacte est inconnue. On peut traduire cette ignorance en supposant que la variable aléatoire égale à la proportion de boules rouges de cette urne suit la loi uniforme sur l'intervalle \([0,1]\). Cela revient à faire tendre dans la partie I . le nombre d'urnes vers l'infini.\\ En reprenant la situation et les notations de la partie I., et en admettant, dans la question 3. b) de cette partie, que le calcul de limite reste valable que \(p N\) soit un entier naturel ou pas, montrer que la suite des variables \(Y_{N}\) sachant \((R=r)\) converge en loi vers une variable aléatoire de loi de probabilité bêta dont on déterminera les paramètres puis l'espérance. \end{document}