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Annale · 2019★★★Niveau moyenSession du 29 avril 2019· 4 610 candidats

Maths I Centrale-Supélec MP 2019 — sujet, corrigé et rapport jury

Quatre parties autour des matrices compagnons et du théorème de décomposition de Frobenius (endomorphismes cycliques, commutants, orthocycliques). Moyenne 9.18, σ=3.60, médiane 8.6 sur 4610 présents. Sujet, corrigé Hadamard et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.18/20

Top 25%

11.6

Présents

4 610

Top piège du sujet : Affirmations sans justification — invocation d'un théorème sans citer ses hypothèses

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.18

Médiane

8.6

Écart-type

3.60

Q1 (25%)

6.4

Q3 (75%)

11.6

Candidats présents

4 610

sur 4 867 inscrits · 5.3% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Le problème établit plusieurs propriétés des endomorphismes cycliques et des matrices compagnons pour obtenir le théorème de décomposition de Frobenius. Quatre parties : I. Matrices compagnons et endomorphismes cycliques (lien réduction matrice / transposée, Cayley-Hamilton). II. Endomorphismes cycliques nilpotents et sous-espaces caractéristiques. III. Commutant d'un endomorphisme cyclique et théorème de Frobenius. IV. Endomorphismes orthocycliques (lien algèbre bilinéaire).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IMatrices compagnons et endomorphismes cycliques(Q1-Q11)Niveau attendu

    Questions classiques d'algèbre linéaire — Cayley-Hamilton, diagonalisabilité d'une matrice compagnon. Représente environ un quart du barème. Abordée en intégralité par la plupart des candidats.

  2. Partie IIÉtude des endomorphismes cycliques(Q12-Q19)Difficile

    Caractérisation des endomorphismes cycliques nilpotents, sous-espaces caractéristiques. Confusion fréquente sous-espaces propres vs caractéristiques (Q13). Q15 question de cours peu vue. Q18-Q19 délicates et peu traitées.

  3. Partie IIIEndomorphismes commutants — théorème de Frobenius(Q20-Q31)Très difficile

    Représente plus d'un tiers des points du sujet. Q24-Q25 très difficiles, parfaitement réussies dans quelques copies. Confusions somme directe / supplémentaire en Q28-Q30.

  4. Partie IVEndomorphismes orthocycliques(Q32-Q34)Très difficile

    Lien avec l'algèbre bilinéaire. Quelques candidats abordent la dernière partie mais assez peu pensent au théorème de réduction des isométries vectorielles dans Q34.

Analyse globale du jury

« La longueur raisonnable du sujet a permis aux candidats de parcourir une partie importante du problème. Dans quelques excellentes copies, quasiment toutes les questions (y compris les plus difficiles) sont traitées avec une très bonne rédaction. Malheureusement, d'autres candidats survolent un grand nombre de questions sans soigner la qualité des arguments. L'ensemble des correcteurs regrettent une dégradation de la présentation des copies par rapport à l'an dernier, en particulier au niveau de l'écriture. Il était possible d'obtenir une assez bonne note en traitant correctement les parties I et II — il n'est donc pas nécessaire de vouloir absolument traiter énormément de questions au détriment de la qualité de la rédaction. »

Top pièges sanctionnés

  • Affirmations sans justification — invocation d'un théorème sans citer ses hypothèses-2 pts

    « Nous avons noté un gros manque de précision et de rigueur dans beaucoup de copies : des affirmations sans justification ; invocation d'un résultat sans citation des hypothèses ; confusion avec des hypothèses de questions précédentes ; confusion entre une équivalence et des mots de liaison comme « donc ». »

  • Confusion sous-espaces propres / sous-espaces caractéristiques (Q13-Q17)-2 pts

    « Beaucoup ont affirmé dès Q13 que m_k = dim F_k ce qui est évidemment pénalisant de Q13 à Q17. Dans cette dernière, la décomposition en blocs est plutôt réussie. »

  • Notation cyclique mal comprise — f^n = Id ou f^n = 0-2 pts

    « Dans quelques copies, nous avons noté des confusions sur la notion d'endomorphismes cycliques ; les candidats pensant que f cyclique signifie f^n = Id ou même f^n = 0. »

  • Récurrence bâclée — « par récurrence immédiate » sur l'hérédité-1 pts

    « Par contre, écrire « par récurrence immédiate » donne une très mauvaise impression dans la mesure où l'hérédité est loin d'être simple. »

  • Manipulations de polynômes d'endomorphismes — produits f(x)^k au lieu de (PQ)(f)(x)-2 pts

    « Mathématiquement, nous avons relevé beaucoup de confusions dans la manipulation des polynômes d'endomorphismes, par exemple de nombreux f(x)^k, des produits de vecteurs au lieu de (PQ)(f)(x) = (P(f)∘Q(f))(x) et même des relations de divisibilité entre vecteurs. »

  • Présentation des copies dégradée — abréviations et écriture peu lisible-1 pts

    « Il est préférable de traiter les questions dans l'ordre du sujet et qu'il faut éviter de recourir à des abréviations (surtout lorsqu'elles sont peu connues). »

Chapitres clés à maîtriser

Réduction des endomorphismes — Cayley-Hamilton
Matrices compagnons et polynôme caractéristique
Sous-espaces caractéristiques et décomposition de Dunford
Espaces euclidiens et isométries vectorielles

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Maths MP, session 2019 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2019

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