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BCE Maths approfondies emlyon ECS 2000

Epreuve de maths approfondies - ECS 2000

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Algèbre linéaireAlgèbre bilinéaire et espaces euclidiensSuites et séries de fonctionsIntégrales généraliséesSéries entières (et Fourier)Fonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)

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Description

Annale de maths approfondies BCE emlyon pour la filiere ECS, session 2000.

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Chambre de Commerce et d'Industrie de Lyon

École Supérieure de Commerce de Lyon

CONCOURS D'ENTRÉE 2000

MATHEMATIQUES
1ère épreuve (option scientifique)

Mardi 2 mai 2000 de 8 heures à 12 heures
Les candidats 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.

PREMIER PROBLÈME

Notations :

  • n désigne un entier supérieur ou égal à 3 .
  • est l'ensemble des matrices carrées d'ordre à coefficients réels.
    désigne la matrice identité de .
    La transposée d'une matrice est notée .
  • est muni du produit scalaire canonique noté . é
    si et , alors .
    En notant les matrices unicolonnes et et en confondant les matrices d'ordre 1 et les scalaires, on a alors .
    La norme associée à ce produit scalaire est notée .
  • désigne la base canonique de .
On rappelle que la matrice de passage d'une base orthonormale de à une autre base orthonormale de vérifie .

Les parties I et II sont indépendantes.

Partie I

  1. On considère les matrices suivantes de :
a. Justifier que est diagonalisable dans .
b. Montrer qu'il existe une matrice diagonale de telle que .
2. On considère la matrice de .
a. Vérifier que .
b. est-elle diagonalisable dans ?
c. Calculer le produit .

Partie II

Soit une matrice de . On note l'endomorphisme de associé à la matrice relativement à la base et l'endomorphisme de associé à la matrice relativement à la base .
  1. Montrer, pour tout et tout de :
  1. Montrer que l'endomorphisme est symétrique.
  2. Montrer que est diagonalisable et que ses valeurs propres sont positives ou nulles.
  3. Justifier l'existence d'une base orthonormale de constituée de vecteurs propres de .
On note la matrice de passage de la base à la base .
5. Montrer l'existence de réels positifs ou nuls (non nécessairement distincts) tels que la matrice diagonale de vérifie : .
6. Montrer que la famille est une famille orthogonale et que pour tout entier de .
7. Dans cette question, on suppose que est inversible.
a. Vérifier que les nombres réels sont tous non nuls.
b. Montrer que la famille est une base orthonormale de .
c. Soit la matrice de passage de la base à la base . Montrer que .

Partie III

Déterminer deux matrices orthogonales et d'ordre 3 et une matrice diagonale d'ordre 3 telles que est la matrice définie dans I.2.

DEUXIÈME PROBLÈME

Dans tout ce problème, est un réel tel que .

I - Calcul d'une somme et d'une intégrale

  1. Pour tout et tout , on note :
a. Montrer, pour tout et tout :
b. Etablir, pour tout nombre complexe tel que :
c. En déduire, pour tout et tout :
  1. Soit . Montrer que l'intégrale existe et calculer sa valeur.
On note l'application définie par :
  1. Montrer que est de classe sur et calculer .
  2. On note, pour tout .
Montrer, grâce à une intégration par parties, que tend vers 0 quand l'entier tend vers l'infini.

II - Calcul de la somme d'une série

On note, pour .
  1. Montrer, pour tout :
  1. En déduire que la série converge, et calculer sa somme (on pourra utiliser les résultats de I. 2. et I.4.).
  2. Calculer, pour tout en fonction de et de .
  3. Etablir :

III - Calcul d'une intégrale

Dans cette partie, désigne un réel tel que .
  1. Justifier l'existence de l'intégrale .
On note : .
2.a. Montrer, pour tout réel de et tout de :
b. Montrer que tend vers 0 lorsque l'entier tend vers l'infini.
c. En déduire que la série converge et que : .
3.a. En utilisant le changement de variable défini par , montrer :
et en déduire:
b. Etablir :
  1. En utilisant le résultat de II. 4., établir finalement :

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