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Annale · 2022★★★Niveau moyenSession du 26 avril 2022· 960 candidats

Info A X-ENS MP 2022 — sujet, corrigé et rapport jury

Sujet OCaml en 5 parties. Moyenne 9.63, σ=3.66 sur 960 candidats. Sujet, corrigé Hadamard et synthèse rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.63/20

Top 25%

12.1

Présents

960

Top piège du sujet : Coût de deux multiplications matricielles ≠ produit des coûts (Q II.1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.63

Médiane

9.6

Écart-type

3.66

Q1 (25%)

7.2

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

960

Analyse

Ce qu'a observé le jury

Synthèse Hadamard du rapport officiel — citations, chiffres et conseils du jury.

Présentation du sujet

Sujet OCaml en 5 parties. Partie I : fonctions utilitaires de multiplication de matrices. Partie II : optimisation de l'ordre de multiplication d'une suite finie de matrices (problème classique de programmation dynamique). Partie III : différentiation de la composition d'une liste de fonctions. Partie IV : généralisation au cas d'une fonction représentée par un graphe (DAG). Partie V (indépendante) : triangulations de polygones et liens avec la complexité de la…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I — Fonctions utilitaires sur les matrices(Q1-Q4)Abordable

    Introduction de fonctions utiles pour la multiplication de matrices (produit scalaire, boucles, bonnes bornes). Largement réussie : 99 % de copies, 71-89 % de réussite par question.

  2. Partie IIPartie II — Multiplication d'une suite finie de matrices (programmation dynamique)(Q1-Q6)Difficile

    Montrer que l'ordre de multiplication influence fortement la complexité. Développer un algorithme calculant un ordre optimal. Q4 : 82 % traitée mais 9 % de réussite (oubli des arbres non-peigne). Q6 : 39 % traitée, 13 % réussie.

  3. Partie IIIPartie III — Différentiation de la composition d'une liste de fonctions(Q1-Q7)Difficile

    Deux manières de calculer la différentielle d'une composition. Implémentation des algorithmes en utilisant la partie II. Q4 et Q6 sur le coût et la somme géométrique : 6-12 % de réussite.

  4. Partie IVPartie IV — Différentiation pour fonctions représentées par un graphe (DAG)(Q1-Q4)Très difficile

    Cas plus général d'une fonction représentée par un graphe nécessitant d'ajuster les algorithmes précédents. Question Q4 mal formulée admettait des réponses triviales. Q3 : 20 % traitée, 4 % réussie.

  5. Partie VPartie V — Triangulations de polygones et complexité (indépendante)(Q1-Q3)Très difficile

    Liens entre triangulations de polygones et la complexité de la multiplication d'une suite de matrices. Q1 : 51 % traitée, 3 % de réussite. Q3 sur les produits vectoriels et orientation : 35 % traitée, 5 % réussie.

Analyse globale du jury

« Sujet OCaml sur la différentiation algorithmique, central pour le calcul formel et la descente de gradient. 5 parties graduelles, la partie V largement indépendante. Pour la note maximale il n'était pas nécessaire de traiter l'intégralité du sujet. Moyenne 9,63/20 (σ=3,66) sur 960 candidats français ; 8,49/20 (σ=4,54) sur 67 candidats étrangers. Les preuves par récurrence ne sont pas maîtrisées par un grand nombre de candidats : oubli/mauvais choix du cas de base, et choix hasardeux de la quantité ou structure sur laquelle on effectue l'induction. Pour les questions sur la correction d'un algorithme, on attend autre chose qu'une simple paraphrase de l'algorithme. »

Top pièges sanctionnés

  • Coût de deux multiplications matricielles ≠ produit des coûts (Q II.1)-2 pts

    « De trop nombreux candidats pensent que le coût pour effectuer deux multiplications de matrice est le produit des coûts pour effectuer chacune d'elles. Par ailleurs, beaucoup de candidats ont conclu que « l'ordre d'évaluation dépend de la taille des matrices », ce qui ne veut rien dire puisque l'ordre d'évaluation dépend de l'algorithme. »

  • Considérer uniquement les arbres « peignes » (Q II.4) — impact sur tout le reste de la partie-3 pts

    « Beaucoup de candidats n'ont considéré que les arbres de multiplication qui sont des peignes (c'est-à-dire que chaque nœud interne est nécessairement relié à une feuille). Cette erreur a généralement impacté tout le reste de la partie II. »

  • Programmation dynamique remplie par lignes croissantes — ne donne pas le bon résultat (Q II.5)-2 pts

    « Beaucoup de candidats ont rempli la matrice par programmation dynamique, mais sans se soucier de l'ordre de remplissage. En particulier, remplir la matrice par lignes croissantes ne donne pas le bon résultat. Remplir la matrice par mémoïsation permettait de contourner cette difficulté. »

  • Mesurer l'orientation par produit scalaire au lieu de produit vectoriel (Q V.3)-2 pts

    « De trop nombreux candidats ont tenté de mesurer l'orientation de trois points en utilisant le signe d'un produit scalaire alors que l'énoncé mentionnait explicitement l'utilisation d'un produit vectoriel. »

  • Preuves par récurrence sans poser la récurrence ou avec « preuve » à base d'exemples (Q V.1)-3 pts

    « Cette question a été traitée par de nombreux candidats pensant qu'il s'agissait d'une question facile. Toutefois, de trop nombreuses copies ne posent pas de récurrence, ne précisent pas sur quoi porte la récurrence, voire donnent une « preuve » à base d'exemples. Les correcteurs apprécient les exemples qui peuvent aider à comprendre le raisonnement mais ceux-ci ne peuvent être suffisants. »

Chapitres clés à maîtriser

Programmation OCaml (récursion, listes, mémoïsation)
Programmation dynamique (matrice de coûts, ordre de remplissage)
Algorithmique des matrices (produit, complexité)
Théorie des graphes (DAG, parcours)
Preuves de programme (induction structurelle, invariants de boucle)

Ressources

Téléchargements

Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.

FAQ

Questions fréquentes — 2022

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