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CCINP Mathématiques 2 TSI 2010
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Fonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)Intégrales généraliséesIntégrales à paramètresSéries entières (et Fourier)Equations différentielles
EPREUVE SPECIFIQUE - FILIERE TSI
MATHEMATIQUES 2
Durée : 3 heures
Les calculatrices sont autorisées
N.B. : Si un candidat est amené à repérer ce qui peut lui sembler être une erreur d'énoncé, il le signalera sur sa copie et devra poursuivre sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu'il a été amené à prendre.
PARTIE I
Étude d'une fonction
Soit
la fonction définie sur
par :
1 - Justifier que
est de classe
sur
. Donner pour
la valeur
de la dérivée de
en
.
2 - Montrer que est continue à gauche en 0 .
3 - est-elle dérivable à gauche en 0 ? Dans l'affirmative, donner la valeur de la dérivée à gauche de
en 0 , notée
.
est-elle dérivable à droite en 0 ?
4 - Donner le tableau de variations de . On fera figurer les limites en
, en
et en 0 (par valeurs supérieures et inférieures).
5 - Tracer la courbe représentative de . On précisera les asymptotes éventuelles.
2 - Montrer que
3 -
4 - Donner le tableau de variations de
5 - Tracer la courbe représentative de
PARTIE II
Étude d'une équation différentielle
On considère l'équation différentielle
:
.
1 - Résoudre sur
.
2 - Montrer que pour tout réel l'intégrale
converge.
On peut donc définir une fonction sur
par :
1 - Résoudre
2 - Montrer que pour tout réel
On peut donc définir une fonction
3 - Soient
et
deux réels vérifiant
. Montrer que
est de classe
sur
et donner, pour
, l'expression de la dérivée
à l'aide d'une intégrale.
On vérifiera avec soin toutes les hypothèses du théorème utilisé.
4 - En déduire que est de classe
sur
, puis montrer que
est solution sur
de l'équation différentielle
.
5 - En déduire à l'aide de l'ensemble des solutions de
sur
.
On vérifiera avec soin toutes les hypothèses du théorème utilisé.
4 - En déduire que
5 - En déduire à l'aide de
PARTIE III
Détermination d'une valeur approchée de
On se donne dans cette partie un réel
.
1 - Justifier que pour et
on a:
1 - Justifier que pour
2 - Justifier pour tout
l'existence des intégrales
et
.
En déduire :
En déduire :
3 - On pose pour
.
3.1 - Calculer .
3.2 - Donner pour une relation entre
et
.
3.3 - En déduire que : .
3.1 - Calculer
3.2 - Donner pour
3.3 - En déduire que :
4 - On pose désormais, pour
:
4.1 - Prouver que :
.
On suppose désormais que
.
4.2 - On pose . En étudiant le rapport
,montrer que la suite
est minimale pour
. Donner à l'aide de votre calculatrice une évaluation numérique de
.
4.3 - En déduire une valeur approchée de à
près.
4.2 - On pose
4.3 - En déduire une valeur approchée de
5 - Quel est le rayon de convergence de la série entière de la variable complexe
:
Est-elle convergente pour
?
6 - Expliquer en quoi la partie III est une illustration de la citation suivante de Henri Poincaré (1854-1912) :
'II y a entre les géomètres et les astronomes une sorte de malentendu au sujet de la signification du mot convergence. Les géomètres* préoccupés de la parfaite rigueur et souvent trop indifférents à la longueur de calculs inextricables dont ils conçoivent la possibilité, sans songer à les entreprendre effectivement, disent qu'une série est convergente quand la somme des termes tend vers une limite déterminée, quand même les premiers termes diminueraient très lentement. Les astronomes, au contraire, ont coutume de dire qu'une série converge quand les 20 premiers termes, par exemple, diminuent très rapidement, quand même les termes suivants devraient croître indéfiniment.'
6 - Expliquer en quoi la partie III est une illustration de la citation suivante de Henri Poincaré (1854-1912) :
'II y a entre les géomètres et les astronomes une sorte de malentendu au sujet de la signification du mot convergence. Les géomètres* préoccupés de la parfaite rigueur et souvent trop indifférents à la longueur de calculs inextricables dont ils conçoivent la possibilité, sans songer à les entreprendre effectivement, disent qu'une série est convergente quand la somme des termes tend vers une limite déterminée, quand même les premiers termes diminueraient très lentement. Les astronomes, au contraire, ont coutume de dire qu'une série converge quand les 20 premiers termes, par exemple, diminuent très rapidement, quand même les termes suivants devraient croître indéfiniment.'
PARTIE IV
Un peu d'algorithmique
On considère l'algorithme suivant rédigé en français :
On affecte 0,1 à la variable .
Pour allant de 1 à 8 , calculer
, puis affecter le résultat à
.
Afficher .
1 - Quelle sera la valeur affichée pour à la dernière ligne?
2 - Ecrire le programme correspondant en utilisant la syntaxe de l'un des logiciels de calcul formel du programme (MAPLE ou MATHEMATICA par exemple). On précisera le logiciel utilisé.
3 - Adapter le programme précédant en introduisant une variable , de sorte qu'en sortie de boucle
contienne
.
On s'interdira dans cette question d'utiliser une commande de sommation (telle add ou sum) prédéfinie par le logiciel.
On affecte 0,1 à la variable
Pour
Afficher
1 - Quelle sera la valeur affichée pour
2 - Ecrire le programme correspondant en utilisant la syntaxe de l'un des logiciels de calcul formel du programme (MAPLE ou MATHEMATICA par exemple). On précisera le logiciel utilisé.
3 - Adapter le programme précédant en introduisant une variable
On s'interdira dans cette question d'utiliser une commande de sommation (telle add ou sum) prédéfinie par le logiciel.
Fin de l'énoncé
- L'analyse est à cette époque considérée comme une partie de la géométrie.
