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BCE Maths approfondies emlyon ECS 2001

Epreuve de maths approfondies - ECS 2001

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Fonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)Suites et séries de fonctionsAlgèbre linéaireRéductionNombres complexes et trigonométrie, calculs, outils

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Description

Annale de maths approfondies BCE emlyon pour la filiere ECS, session 2001.

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Programme ESC d'E.M.LYON
CONCOURS D'ENTREE 2001

MATHEMATIQUES
1ère épreuve (option scientifique)
Les candidats ne doivent pas 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.

Problème 1

On note .
Le but du problème est la construction d'une application , continue et telle que:
On considère les applications , pour , définies par (application constante égale à 1) et:
(a) Montrer que, pour tout est une application polynomiale.
(b) Vérifier que, pour tout et , et calculer .
2. Pour tout , la fonction continue admet une borne supérieure sur .
On note .
(a) Calculer et .
(b) Montrer: .
On pourra étudier séparément les cas et .
(c) En déduire: .
(d) Établir la convergence de la série .
En déduire que, pour tout fixé dans , la série converge.
3. Établir que, pour tout fixé dans , la suite converge.
On définit ainsi une application par: .
4. On note, pour tout .
(a) Montrer: .
(b) Montrer: .
(c) Établir: .
5.
(a) Établir: .
(b) En déduire que est continue sur .
6.
(a) Établir: .
(b) En déduire: .
7. En déduire: .

Problème 2

Rappel:

Pour tout entier , l'équation , d'inconnue appartenant à , admet exactement racines complexes distinctes qui sont

Définitions:

Soit un espace vectoriel sur .
  • On note l'application identique de .
  • Pour tout endomorphisme de , on note , et pour tout entier naturel .
  • Soit . On dit qu'un endomorphisme de est cyclique d'ordre s'il existe un élément de vérifiant les trois conditions suivantes
éééééà
La famille est alors appelée un cycle de .

Etude d'un exemple

Dans cette partie, est un espace vectoriel sur de dimension 3, et est une base de . On considère l'endomorphisme de dont la matrice associée dans la base est:
  1. Vérifier que ( ) est une base de et déterminer la matrice associée à relativement à cette base.
  2. Montrer que est cyclique d'ordre 4 et que ( ) est un cycle de .
  3. Montrer que .
  4. Montrer que est diagonalisable en déterminant une base de constituée de vecteurs propres de .

Cas général

Dans cette partie, est un espace vectoriel sur de dimension , et on considère un endomorphisme de cyclique d'ordre .
Soit ( un cycle de .
  1. Montrer : .
  2. Montrer que . En déduire que est bijective.
  3. On note le plus grand des entiers naturels tels que la famille est libre.
    (a) Montrer que est combinaison linéaire des vecteurs
    (b) Montrer, par récurrence, que pour tout entier naturel supérieur ou égal à , le vecteur est combinaison linéaire des vecteurs
    (c) En déduire que et que la famille ( ) est une base de .
  4. On note les nombres complexes tels que:
(a) On considère l'endomorphisme de défini par .
Montrer: .
En déduire: .
(b) Déterminer la matrice associée à relativement à la base ( ) à l'aide des coefficients .
(c) Montrer: .
En déduire que les sous-espaces propres de sont de dimension 1 .
5. On suppose dans cette question que est cyclique d'ordre ( et ). Soit ( ) un cycle de .
(a) Montrer que si un nombre complexe est valeur propre de , alors .
(b) Déterminer la matrice associée à relativement à la base ( ).
(c) Montrer que est diagonalisable en déterminant une base de constituée de vecteurs propres de .

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