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Annale · 2021★★★★DurSession du 29 avril 2021· 5 035 candidats

Maths I Centrale-Supélec MP 2021 — sujet, corrigé et rapport jury

Quatre parties autour de la loi du demi-cercle pour les valeurs propres de matrices symétriques aléatoires : inégalité de Hoffman-Wielandt, dénombrement des mots bien parenthésés, cas borné puis général. Moyenne 8.98, σ=4.23, médiane 8.8. Sujet, corrigé Hadamard et rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★★Dur

Moyenne

8.98/20

Top 25%

12.0

Présents

5 035

Top piège du sujet : Théorème des bornes atteintes invoqué sans vérifier les hypothèses (Q4)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.98

Médiane

8.8

Écart-type

4.23

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

5 035

sur 5 334 inscrits · 5.6% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Le sujet propose une démonstration de la loi du demi-cercle sur la répartition des valeurs propres de matrices symétriques aléatoires de grande taille. Il est découpé en quatre parties portant sur des thèmes variés du programme : inégalité de Hoffman-Wielandt, dénombrement des mots bien parenthésés, loi du demi-cercle dans le cas borné puis dans le cas général.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IInégalité de Hoffman-Wielandt(Q1-Q9)Niveau attendu

    Démonstration utilisant l'algèbre bilinéaire et le théorème des bornes atteintes ; cette partie permet de contrôler les différences entre valeurs propres de A et B par la norme de Frobenius.

  2. Partie IIDénombrement des mots bien parenthésés(Q10-Q16)Difficile

    Comptage des mots bien parenthésés de taille 2n via la fonction génératrice : porte donc sur les séries entières. Certaines questions élémentaires, d'autres plus délicates.

  3. Partie IIILoi du demi-cercle, cas uniformément borné(Q17-Q30)Difficile

    Calcul intégral, lien entre mots bien parenthésés et cycles de longueur k dans ⟦1,n⟧, puis questions assez délicates de probabilités et de dénombrement.

  4. Partie IVLoi du demi-cercle, cas général(Q31-fin)Très difficile

    Probabilités et analyse fines pour étendre le résultat à n'importe quelle fonction continue et bornée. Sérieusement abordée seulement dans les toutes meilleures copies.

Analyse globale du jury

« Les parties I et II sont abordées dans la quasi totalité des copies. Il en est de même pour la sous-partie III.A. La fin de la partie III et surtout la partie IV ne sont sérieusement abordées que dans les toutes meilleures copies. Un malus a été appliqué à certaines copies particulièrement mal écrites, mal présentées ou lorsque les calculs et raisonnements s'enchainent sans qu'on puisse clairement différencier la fin d'une question et le début de la suivante. Le sujet est très long, la fin comporte des questions très difficiles ; les réponses aux 25 premières questions constituent déjà une très bonne copie. »

Top pièges sanctionnés

  • Théorème des bornes atteintes invoqué sans vérifier les hypothèses (Q4)-2 pts

    « Certains candidats pensent qu'il suffit de montrer que f est minorée pour conclure qu'elle admet un minimum. Heureusement, les trois quarts des candidats pensent au théorème des bornes atteintes et en vérifient les hypothèses. »

  • Récurrences mal justifiées et règle de d'Alembert utilisée sans précaution (Q10)-2 pts

    « Les démonstrations par récurrence rencontrées ont rarement permis de conclure correctement dans la mesure où elles utilisent des inégalités non justifiées entre Cₙ₊₁ et Cₙ. Rappelons ici qu'une majoration de Cₙ pour tout n ne peut pas conduire à une majoration de Cₙ₊₁/Cₙ et que la règle de d'Alembert n'est pas une condition nécessaire et suffisante de convergence. »

  • Calcul intégral fragile en début de partie III (changement de variable, primitives)-2 pts

    « Les trois premières questions de cette partie, qui sont aussi les dernières questions traitées par la majorité des candidats, ont révélé une maitrise insuffisante des techniques de base du calcul intégral : pas de modification des bornes lors d'un changement de variable, primitives ou dérivées fausses pour l'intégration par parties. »

  • Paraphrase de l'énoncé tenue pour preuve (Q36 : ~10 succès sur 500 tentatives)-2 pts

    « Par exemple, la question Q36, abordée par environ 500 candidats, n'a été réussie que par une dizaine d'entre eux ; une paraphrase de l'énoncé ne constituant pas une preuve. »

  • Stone-Weierstrass invoqué sur ℝ entier (théorème valable seulement sur un segment)-1 pts

    « Contrairement à ce que nous avons pu lire dans certaines copies, le théorème de Stone-Weierstrass n'est valable que sur un segment. »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Maths MP, session 2021 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2021

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