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BCE Maths appliquees emlyon ECE 2014

Epreuve de maths appliquees - ECE 2014

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Fonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)Probabilités finies, discrètes et dénombrementAlgèbre linéaireCalcul différentiel et fonctions à plusieurs variablesSéries et familles sommables

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Description

Annale de maths appliquees BCE emlyon pour la filiere ECE, session 2014.

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Conception : EMLYON Business School

è épreuve (option économique) MATHÉMATIQUES
Mardi 29 avril 2014 de 8 heures à 12 heures
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 être une erreur d'énoncé, il la signalera sur sa copie et poursuivra sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu'il sera amené à prendre.

EXERCICE 1

On considère l'application . On admet : .

Partie I : Étude de la fonction

  1. Montrer que est de classe sur , calculer, pour tout de et , et montrer : .
  2. Étudier le sens de variation de et calculer .
En déduire le sens de variations de , et montrer :
  1. Déterminer la limite de lorsque tend vers 0 par valeurs strictement positives.
  2. Déterminer la limite de lorsque tend vers , et la limite de lorsque tend vers .
  3. On admet : . Montrer : .
On note la courbe représentative de .
6. Montrer que admet un unique point d'inflexion, déterminer les coordonnées de celui-ci et une équation de la tangente en ce point.
7. Dresser le tableau de variations de , avec les limites en 0 et en , et la valeur en 1.
Tracer l'allure de et faire apparaître la tangente au point d'inflexion.
On précisera la nature de la branche infinie au voisinage de 0 et la nature de la branche infinie au voisinage de .

Partie II : Étude d'extremum pour une fonction réelle de deux variables réelles

On note [ et on considère l'application
  1. Représenter graphiquement l'ensemble .
  2. Montrer que est de classe sur l'ouvert et calculer, pour tout ( ) de , les dérivées partielles premières et les dérivées partielles secondes de au point .
  3. Établir que, pour tout de est un point critique de si et seulement si :
  1. En déduire que admet un point critique et un seul, et qu'il s'agit de ( ).
  2. Est-ce que admet un extremum local en ( ) ?
  3. Est-ce que admet un extremum local sur ?

Partie III : Étude d'une suite et d'une série

On considère la suite réelle définie par et : .
14. Montrer que, pour tout de existe et . (On pourra utiliser des résultats de la partie I).
15. Montrer que la suite est strictement croissante et que tend vers lorsque l'entier tend vers l'infini.
16. Écrire un programme en Turbo-Pascal qui calcule et affiche le plus petit entier naturel tel que .
17. Quelle est nature de la série de terme général ?

EXERCICE 2

On considère l'espace vectoriel des matrices carrées d'ordre 2 à coefficients réels.
On définit :
  1. Montrer que est un espace vectoriel et que ( ) est une base de .
Quelle est la dimension de ?
2. Établir que est stable par multiplication, c'est-à-dire :
  1. Montrer que, pour toute matrice de , si est inversible, alors .
Pour toute matrice de , on note .
4. Montrer que est un endomorphisme de .
5. Vérifier que est inversible et démontrer que est un automorphisme de .
6. Est-ce que est diagonalisable ?
On note la matrice de dans la base de .
7. Calculer en fonction de et en déduire .
8. Montrer que admet une valeur propre et une seule et déterminer celle-ci, puis déterminer une base et la dimension du sous-espace propre pour associé à cette valeur propre.
9. Est-ce que est diagonalisable?
10. Soit un réel différent de 1 . Résoudre l'équation , d'inconnue .
On note et .
11. Calculer , puis, pour tout de et tout de .
12. Calculer, pour tout de .
13. Trouver une matrice de telle que .
Existe-t-il un endomorphisme de tel que ?

EXERCICE 3

Pour tout entier supérieur ou égal à 2 , on considère une urne contenant boules numérotées de 1 à , dans laquelle on effectue une succession de ( ) tirages d'une boule avec remise et l'on note la variable aléatoire égale au numéro du tirage où, pour la première fois, on a obtenu un numéro supérieur ou égal au numéro précédent.
Ainsi, pour tout entier supérieur ou égal à 2 , la variable aléatoire prend ses valeurs dans . Par exemple, si et si les tirages amènent successivement les numéros , alors .
Pour tout de , on note la variable aléatoire égale au numéro obtenu au -ième tirage.

Partie I: Étude du cas

On suppose dans cette partie uniquement que . L'urne contient donc les boules numérotées .
  1. a. Exprimer l'événement à l'aide d'événements faisant intervenir les variables aléatoires . En déduire .
    b. Montrer que , et en déduire .
  2. Calculer l'espérance de .

Partie II : Cas général

Dans toute cette partie, est un entier fixé supérieur ou égal à 2 .
3. Pour tout de , reconnaître la loi de et rappeler son espérance et sa variance.
4. Calculer .
5. Montrer, pour tout de : .
6. En déduire une expression simple de .
7. Soit . Justifier l'égalité d'événements suivante: .
En déduire : .
Vérifier que cette dernière égalité reste valable pour et pour .
8. Exprimer, pour tout à l'aide de et de .
9. En déduire: . Calculer ensuite .
10. Montrer : .

Partie III : Une convergence en loi

On s'intéresse dans cette partie à la suite de variables aléatoires .
11. Soit un entier fixé supérieur ou égal à 2. Montrer : .
12. Montrer que la série converge et calculer sa somme.
On admet qu'il existe une variable aléatoire à valeurs dans telle que :
  1. Montrer que admet une espérance et la calculer.
Comparer et .

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