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Ecricome Maths appliquees ECE 2005

Epreuve de maths appliquees - ECE 2005

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Fonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)Suites et séries de fonctionsCalcul différentiel et fonctions à plusieurs variablesProbabilités finies, discrètes et dénombrementEquations différentiellesInformatique

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Description

Annale de maths appliquees Ecricome pour la filiere ECE, session 2005.

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ECRICOME 2005 Option Economique

1 EXERCICE

On considère, pour tout entier naturel , l'application définie sur par :
ainsi que l'intégrale :
On se propose de démontrer l'existence de trois réels, tels que :
  1. Calculer .
  2. Etudier la monotonie de la suite .
  3. Déterminer le signe de pour tout entier naturel
  4. Qu'en déduit-on pour la suite
  5. Majorer la fonction sur [ 0,1 ]
  6. En déduire que :
  1. Déterminer la limite de la suite lorsque tend vers l'infini.
  2. A l'aide d'une intégration par parties, montrer que :
  1. En déduire la limite de la suite lorsque tend vers l'infini.
  2. Déterminer la limite de la suite lorsque tend vers l'infini.
  3. Donner alors les valeurs de .

2 EXERCICE.

On considère la fonction définie par :
le tableau de valeurs de ,
0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
0 0,6 1,6 3 4,7 6,9 9,5
ainsi que les fonctions et définies par :

2.1 Etude de deux suites associées à .

  1. Montrer que est continue sur .
  2. Etudier la dérivabilité de la fonction en 0 . En donner une interprétation graphique.
  3. Etudier la convexité de sur , puis dresser son tableau de variations en précisant la limite de lorsque tend vers l'infini.
  4. Etudier la nature de la branche infinie.
  5. Montrer que réalise une bijection de sur un intervalle que l'on précisera.
  6. Quel est le sens de variation de ? Déterminer la limite de lorsque tend vers l'infini.
  7. Justifier que pour tout entier naturel , il existe un unique réel positif tel que :
a) Donner la valeur de .
b) Utiliser le tableau de valeurs de pour déterminer un encadrement de et .
c) Exprimer à l'aide de puis justifier que la suite ( ) est croissante et déterminer sa limite lorsque tend vers l'infini.
8. On définit la suite ( ) par :
a) Etudier les variations de sur .
b) On donne et . Montrer que
c) En étudiant les variations de , montrer que :
d) Montrer que les équations et sont équivalentes. En déduire que le réel est l'unique solution de l'équation :
e) Montrer successivement que pour tout entier :
f) En déduire la limite de la suite ( ).

2.2 Recherche d'extremum éventuel de .

  1. Calculer les dérivées partielles premières de la fonction .
  2. Montrer que si admet un extremum local en de alors :
En déduire que nécessairement :
et donc que le seul point où peut admettre un extremum est le couple
3. Calculer les réels :
  1. La fonction admet-elle un extremum local sur ?

3 EXERCICE

On effectue une suite de lancers d'une pièce de monnaie. On suppose que les résultats des lancers sont indépendants et qu'à chaque lancer, la pièce donne pile avec la probabilité et face avec la probabilité .
On s'intéresse dans cet exercice à l'apparition de deux piles consécutifs.
Pour tout entier naturel non nul, on note l'événement :"deux piles consécutifs sont réalisés pour la première fois aux lancers numéro et ".
On définit alors la suite des probabilités des événements par :
  • Pour tout entier naturel non nul :
  • avec la convention

3.1 Encadrement des racines de l'équation caractéristique.

On considère la fonction polynomiale de la variable réelle définie par :
  1. Montrer que l'équation possède deux racines réelles distinctes et . Exprimer en fonction de et .
  2. Calculer .
  3. En déduire l'encadrement suivant :

3.2 Equivalent de quand tend vers l'infini.

  1. Déterminer et en fonction de et .
  2. En remarquant que l'événement est réalisé si et seulement si :
  • on a obtenu pile au premier tirage, face au deuxième tirage, et à partir de ce moment, est réalisé
    ou
  • on a obtenu face au premier tirage, et à partir de ce moment, est réalisé.
    montrer que l'on a, pour tout entier naturel ,
  1. Ecrire un programme, en langage Pascal, permettant de calculer , l'entier , les réels et étant donnés par l'utilisateur.
  2. Montrer que pour tout entier, naturel ,
  1. Donner un équivalent de lorsque tend vers plus l'infini.

3.3 Expression de en fonction de par une méthode matricielle.

On définit les matrices et par :
ainsi que les matrices unicolonnes par :
  1. Vérifier que pour tout entier naturel :
  1. Montrer que les matrices et ne sont pas inversibles. ( désigne la matrice carrée unité d'ordre 2).
  2. En déduire que est diagonalisable.
  3. Montrer que est inversible et déterminer .
  4. Calculer la matrice . (Les coefficients de la matrice seront exprimés en fonction de et seulement).
  5. Démontrer par récurrence, que pour tout entier naturel :
  1. Retrouver ainsi l'expression de en fonction de et .

3.4 Etude du temps d'attente du premier double pile.

On désigne par l'application associant à toute suite de lancers successifs le numéro du lancer où pour la première fois on obtient un double pile.
Ainsi, pour tout entier naturel ,
  1. Montrer que est une variable aléatoire, c'est-à-dire que :
  1. Prouver que admet une espérance et que:

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