Math exercice . Nombre complexe, Exercises of Mathematics

Math exercice, nombre complexe, arithmétique , fonction

Typology: Exercises

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S-MI-1
Concours EAMAC
2018
Cycle INGENIEUR
MATHEMATIQUES
Exercice S-MI1.1 (5 points):
Soit (p, q) appartenant à C2. On note x1, x2, x3 les zéros de X3+pX+q dans C de sorte que
X3+pX+q = (X-x1) (X-x2) (X-x3)
On note : = x1+x2+x3, = x1x2+x1x3+x2x3 et = x1x2x3.
On note, pour tout k appartenant à IN : Sk = x1k+x2k+x3k
1) Montrer que = 0, = p et = -q.
2) a) Calculer S0, S1, S2 en fonction de p et q.
b) Etablir que, pour tout k appartenant à IN, Sk+3 + pSk+1+qSk = 0
c) En déduire S3 et S4 en fonction de p et q.
3) Calculer A = x13x2 + x13x3 + x23x1 + x23x3 + x33x1 + x33x2 en fonction de p et q.
Exercice S-MI1.2 (5 points):
On note A = (2 1
5 3) et B=(4 1
7 2) appartenant à M2 (IR),
ɸ : M2 (IR) → M2 (IR), définie par ɸ (M) = AMB.
a. Vérifier que ɸ est linéaire.
b. Montrer que ɸ est bijective et déterminer ɸ-1.
c. Montrer que B = (I2, A, B, AB) est une base de M2 (IR), déterminer les matrices de ɸ et ɸ-1
dans B.
Exercice S-MI1.3 (5 points) :
Soit a un nombre réel et f : [a,+∞[→ une application de classe C¹.
1. Montrer que si lim
+∞ 𝑓(𝑥)= +∞, 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑠 lim
+∞ 𝑓(𝑥)= +∞.
2. Que peut-on dire de l'hypothèse lim
−∞ 𝑓(𝑥)= −∞?
On suppose à présent que pour tout x [a,+[, f(x) est strictement positif.
3. Soit g: [a,+∞[→ une application de classe C¹ telle que :
pf2

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S-MI-

Concours EAMAC 2018

Cycle INGENIEUR MATHEMATIQUES

Exercice S-MI1.1 (5 points):

Soit (p, q) appartenant à C^2. On note x 1 , x2, x 3 les zéros de X^3 +pX+q dans C de sorte que

X^3 +pX+q = (X-x 1 ) (X-x 2 ) (X-x 3 )

On note :  = x 1 +x 2 +x 3 ,  = x 1 x 2 +x 1 x 3 +x 2 x 3 et = x 1 x 2 x3.

On note, pour tout k appartenant à IN : Sk = x 1 k+x 2 k+x 3 k

1) Montrer que  = 0, = p et  = -q.

  1. a) Calculer S 0 , S 1 , S 2 en fonction de p et q.

b) Etablir que, pour tout k appartenant à IN, Sk+3 + pSk+1+qSk = 0

c) En déduire S 3 et S 4 en fonction de p et q.

3) Calculer A = x 13 x 2 + x 13 x 3 + x 23 x 1 + x 23 x 3 + x 33 x 1 + x 33 x 2 en fonction de p et q.

Exercice S-MI1.2 (5 points):

On note A = (^25 13 ) et B=(^47 12 ) appartenant à M 2 (IR),

ɸ : M 2 (IR) → M 2 (IR), définie par ɸ (M) = AMB.

a. Vérifier que ɸ est linéaire. b. Montrer que ɸ est bijective et déterminer ɸ-1. c. Montrer que B = (I 2 , A, B, AB) est une base de M 2 (IR), déterminer les matrices de ɸ et ɸ- dans B.

Exercice S-MI1.3 (5 points) : Soit a un nombre réel et f : [a,+∞[→ℝ une application de classe C¹.

  1. Montrer que si lim +∞ 𝑓′(𝑥) = +∞, 𝑎𝑙𝑜𝑟𝑠 lim +∞ 𝑓(𝑥) = +∞.
  2. Que peut-on dire de l'hypothèse lim −∞ 𝑓′(𝑥) = −∞?

On suppose à présent que pour tout x ∈ [a,+∞[, f (x) est strictement positif.

  1. Soit g: [a,+∞[→ℝ une application de classe C¹ telle que :

2

+∞^ lim^ 𝑔(𝑥)𝑓(𝑥) = 0^ 𝑒𝑡 𝑞𝑢𝑒^ ∫^ 𝑓(𝑥)𝑑𝑥^ 𝑑𝑖𝑣𝑒𝑟𝑔𝑒.

+∞ 𝑎

Montrer que lim +∞∫^ 𝑔(𝑥)𝑑𝑥 𝑎^ +∞ ∫𝑎 +∞𝑓(𝑥)𝑑𝑥^ = 0.

Exercice S-MI1.4 (5 points) : Soit α un nombre réel qui n'est pas entier et soit f une fonction de 2π -périodique, définie sur ℝ, et telle que 𝑓(𝑡) = 𝑠𝑖𝑛𝛼𝑡 𝑝𝑜𝑢𝑟 − 𝜋 ≤ 𝑡 ≤ 𝜋

  1. Déterminer la série de Fourier de la fonction f. La fonction f est-elle égale à la somme de sa série de Fourier?
  2. On considère à présent la fonction g , 2π-périodique, définie sur ℝ et telle que 𝑔(𝑡) = 𝑐𝑜𝑠𝛼𝑡 𝑝𝑜𝑢𝑟 − 𝜋 ≤ 𝑡 ≤ 𝜋 Déterminer la série de Fourier de la fonction g. La fonction g est-elle égale à la somme de sa série de Fourier?
  3. A partir des séries de Fourier de f et de g , expliciter la série de Fourier complexe de la fonction h , 2π-période, définie sur ℝ, par ℎ(𝑡) = 𝑒𝑖𝛼𝑡^ 𝑝𝑜𝑢𝑟 − 𝜋 ≤ 𝑡 ≤ 𝜋
  4. En déduire l'égalité : 𝜋

2

𝑠𝑖𝑛^2 𝜋𝛼 = ∑^

1 (𝛼−𝑛)^2