Calcul différentiel et fonctions à plusieurs variablesFonctions (limites, continuité, dérivabilité, intégration)Suites et séries de fonctionsProbabilités continuesAlgèbre linéaireRéduction
. On considère la fonction définie pour tout réel par :
ainsi que la fonction des deux variables réelles et définie par :
1.1 Recherche d'extremum local de .
Etudier les variations de et donner les limites de lorsque tend vers et .
Justifier l'existence d'une asymptote oblique au voisinage de et donner la position de la courbe représentative de par rapport à cette asymptote.
Déduire des variations de l'existence d'un unique réel , élément de l'intervalle tel que . ( on rappelle que )
Déterminer le seul point critique de , c'est-à-dire le seul couple de , en lequel est susceptible de présenter un extremum.
Vérifier que présente un extremum relatif en ce point. Est-ce un maximum ou un minimum?
Montrer que l'on a :
1.2 Etude d'une suite réelle.
On s'intéresse à la suite définie par son premier terme et par la relation
Prouver que est convexe sur . En déduire que que pour tous réels et :
En déduire l'inégalité suivante :
Puis que pour tout entier naturel n. :
En déduire que la suite est convergente vers un réel à préciser
3. On admet que pour tout de l'intervalle :
a) Prouver alors que pour tout entier naturel :
b) Puis démontrer par récurrence que pour tout entier naturel :
Écrire un programme en langage Pascal permettant, lorsque l'entier naturel est donné par l'utilisateur, de calculer une valeur approchée de , de telle sorte que l'on ait :
2 EXERCICE
Pour tout entier naturel , on définit la fonction de la variable réelle par :
Justifier que est négligeable devant au voisinage de .
Prouver la convergence de l'intégrale
On pose
a) A l'aide d'une intégration par parties portant sur des intégrales définies sur le segment avec , prouver que pour tout entier naturel :
b) En utilisant la loi normale centrée réduite, justifier que :
c) Donner la valeur de
d) Démontrer par récurrence que pour tout entier naturel :
Soit la fonction définie pour tout réel par :
a) Démontrer que est une densité de probabilité.
b) Soit une variable aléatoire réelle qui admet pour densité de probabilité.
i. Justifier que admet une espérance , et préciser sa valeur
ii. Justifier que admet une variance , et préciser sa valeur.
5. On désigne par et les fonctions de répartitions respectives de et de
a) Exprimer en fonction de en distinguant les deux cas : et
b) En déduire que est une variable à densité. Reconnaître la loi de et donner la valeur de et
3 EXERCICE.
désigne l'espace des fonctions polynômes à coefficients réels, dont le degré est inférieur ou égal à l'entier naturel 2.
3.1 Étude d'un endomorphisme de .
On considère l'application qui, à tout élément de , associe la fonction polynôme telle que :
et la base canonique de définie par :
Montrer que est un endomorphisme de .
Vérifier que la matrice de dans , s'écrit sous la forme :
Quelles sont les valeurs propres de ? est-il diagonalisable? est-il un automorphisme de ?
Déterminer l'image par des fonctions polynômes définies par:
é
Montrer que est une base de vecteurs propres de . Écrire la matrice de passage de la base à la base ainsi que la matrice de dans la base .
Vérifier que pour tout réel :
En déduire la matrice de passage de la base à la base
7. Écrire en fonction de . Démontrer par récurrence que pour tout entier naturel :
et expliciter la troisième colonne de la matrice
3.2 Suite d'épreuves aléatoires.
On dispose d'une urne qui contient trois boules numérotées de 0 à 2 .
On s'intéresse à une suite d'épreuves définies de la manière suivante :
La première épreuve consiste à choisir au hasard une boule dans cette urne.
Si est le numéro de la boule tirée, on enlève de l'urne toutes les boules dont le numéro est strictement supérieur à , le tirage suivant se faisant alors dans l'urne ne contenant plus que les boules numérotées de 0 à .
On considère alors la variable aléatoire réelle égale au numéro de la boule obtenue à la è épreuve ( )
On note alors la matrice unicolonne définie par :
où est la probabilité de tirer la boule numéro à la è épreuve.
On convient de définir la matrice par :
Déterminer la loi de (On pourra s'aider d'un arbre). Calculer l'espérance et la variance de
Par utilisation de la formule des probabilités totales, prouver que pour tout entier naturel :
Écrire en fonction de et
Pour tout de , donner la loi de et vérifier que l'on a :