L'usage de la calculatrice et de tout dispositif électronique est interdit.
Les candidats sont priés de mentionner de façon apparente sur la première page de la copie :
MATHÉMATIQUES I - MP
L'énoncé de cette épreuve comporte 3 pages de texte.
Abstract
Si, au cours de l'épreuve, un candidat repère ce qui lui semble être une erreur d'énoncé, il le signale sur sa copie et poursuit sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu'il est amené à prendre.
Étude d'un endormorphisme d'un espace de fonctions numériques
Soit un intervalle de la forme où est un réel strictement positif. Dans tout le problème, on considère les ensembles suivants :
le -espace vectoriel constitué des applications de dans de classe ;
la partie de constituée de ses éléments développables en série entière sur un voisinage de 0 ;
la partie de constituée de ses éléments polynomiaux.
Pour tout , on note
et si , on note et les applications de dans définies par les formules :
Les candidats devront justifier leurs affirmations.
A Préliminaires
Justifier que et sont des sous-espaces vectoriels de .
Montrer que si et sont bien définies et appartiennent à , et que l'on définit ainsi des endomorphismes et de .
Montrer que est stable par et par .
Établir pour une relation simple entre et . En déduire que pour tout ,
Montrer que la suite est strictement décroissante. Déterminer sa limite et donner un équivalent de cette suite.
B Étude de la continuité de et
On considère la norme de définie pour tout par la formule
Vérifier que est bien définie et montrer que est une application continue de l'espace vectoriel normé ( ) dans lui-même.
L'application est-elle continue de ( ) dans lui-même ?
Vérifier que l'application définie par est une norme sur , et montrer que est continue de dans . Les normes et sont-elles équivalentes?
Si et , montrer qu'il existe tel que et pour tout . En déduire que est dense dans l'espace vectoriel normé .
C Étude de l'inversibilité de et
Déterminer les restrictions de et à .
Déterminer pour tout . Le réel 0 est-il valeur propre de l'endomorphisme ?
Déterminer également pour tout . Conclure.
Applications.
Pour tout , donner une relation liant et . Calculer à l'aide du changement de variable et en déduire .
Montrer que est paire (respectivement impaire) si et seulement si l'est. Qu'en est-il pour ?
D Étude des valeurs et vecteurs propres de et
Montrer que est une valeur propre de si et seulement si est une valeur propre de . Qu'en est-il des vecteurs propres correspondants?
Montrer que est stable par . L'est-il par ?
On considère une valeur propre de , de vecteur propre associé .
17. Vérifier que si , le nombre est bien défini, et établir que pour tout ,
En déduire que .
18. Déterminer les valeurs propres et les vecteurs propres de et .
19. L'espace vectoriel admet-il une base de vecteurs propres de ? de ? L'ensemble des valeurs propres de (respectivement de ) est-il une partie fermée de ?
Fin du problème
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