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Annale · 2021★★★★DurSession du 29 avril 2021· 3 381 candidats

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

3 parties autour de marche aléatoire sur z, chemins de dyck et nombres de cat.... Moyenne 8.96, σ=4.02, médiane 8.6. Sujet officiel, analyse Hadamard du rapport jury et top pièges sanctionnés.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2021 :

Maths IChimieMaths IIPhysique I

Top piège du sujet

Loi binomiale Y_n non reconnue (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.96

Médiane

8.6

Écart-type

4.02

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

3 381

sur 3 650 inscrits · 7.4% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.99 par rapport à 2020 (8.96 vs 7.97). Écart-type stable (σ=4.02). Sujet plus accessible que la session précédente. Effectif -6% (3582 → 3381 présents).

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Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Sujet en trois parties proposant le dénombrement des chemins de Dyck, c'est-à-dire des trajectoires sur un axe gradué par Z, de longueur donnée, partant et aboutissant à 0 tout en restant de signe constant. Ce dénombrement fait apparaître les nombres de Catalan (qu'on retrouve aussi dans le dénombrement des « bons parenthésages »), utilisés pour deux calculs de déterminant présentant une symétrie particulière (déterminants de Hankel). Partie I : étude du problème de dénombrement des chemins de…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Étude d'une marche aléatoire sur Z(Q1-Q19)Difficile

    I.A, Espérance et variance de S_n (loi binomiale pour Y_n). I.B, Chemins de Dyck et loi du premier retour à l'origine, fonction génératrice G_T, lien avec la maximalité (Q4) et l'indépendance mutuelle (Q5). Calcul de C_n et étude asymptotique via Stirling.

  2. Partie IIPartie II, Systèmes orthogonaux de polynômes(Q20-Q29)Très difficile

    Étude de bases orthogonales de polynômes unitaires. Produit scalaire défini sur R_n[X], unicité d'un tel système orthogonal, calcul du déterminant de la matrice (X^{i-1} | X^{j-1})_{1≤i,j≤n}. Récurrences doubles.

  3. Partie IIIPartie III, Application : produit scalaire et déterminants de Hankel(Q30-Q37)Très difficile

    Application au produit scalaire (P,Q) ↦ ∫₀¹ P(4t)Q(4t) √(1-t)/√t dt. Étude de l'intégrale impropre, primitivation, calcul des déterminants de Hankel détaillés en fin de sujet.

Analyse globale du jury

« Sur les 3381 copies corrigées, la moyenne constatée, en pourcentage du barème, est de 23,7%, pour un écart-type de 13,7%, ce qui permet de considérer le sujet comme de longueur raisonnable. Il a par ailleurs permis une bonne discrimination parmi les candidats. La sélection des meilleurs candidats s'est essentiellement faite sur le soin apporté aux réponses et sur la solidité des connaissances, bien plus que sur le volume traité ou l'originalité des idées. La meilleure copie a obtenu 81,5% des points du barème total. Le sujet se caractérise par une grande diversité dans les parties du programme qu'il concerne : des probabilités, du dénombrement et des séries entières en partie I, de l'algèbre bilinéaire en parties II et III, et des intégrales généralisées en partie III. Les questions relat… »

Top pièges sanctionnés

  • Loi binomiale Y_n non reconnue (Q1)-2 pts

    « La toute première question du sujet est un bon indicateur de la disparité des candidats sur ce plan. Un tiers des copies ne parvient pas à reconnaitre, même sans justification, une loi binomiale pour la variable aléatoire Y_n. À l'opposé, seulement un sixième des copies parvient à reconnaitre cette loi tout en citant les arguments attendus pour l'établir. »

  • Convergence normale vs absolue confondues (Q9)-2 pts

    « La notion de convergence normale d'une série de fonctions sur l'intervalle I est globalement mal connue des candidats, souvent confondue avec la convergence absolue pour tout t ∈ I. On rappelle que la convergence normale d'une série entière a lieu sur tout segment de l'intervalle ouvert de convergence : ici, la série entière ayant un rayon de convergence de 1/4, la convergence normale est acquise sur tout segment de l'intervalle ]-1/4, 1/4[ et pas a priori sur le segment [-1/4, 1/4]. »

  • Équivalent de Stirling inversé (Q19)-2 pts

    « De nombreux candidats ne connaissent pas l'équivalent de Stirling. On voit beaucoup une version inversant le quotient (n/e)^n en (e/n)^n faisant de n! une quantité tendant vers 0. »

  • Famille orthogonale → libre, mais sans vecteurs nuls (Q21)-1 pts

    « Une famille orthogonale n'est pas nécessairement libre, il faut aussi qu'elle soit constituée de vecteurs tous non nuls. Ce point est négligé dans de nombreuses copies. »

  • Q_n présumée orthogonale (Q24-Q26)-2 pts

    « Environ la moitié des candidats considèrent, à tort, et sans doute troublés par l'écriture Q_n^T G_n Q_n, que la matrice Q_n est orthogonale alors que rien ne le laisse entendre dans le sujet. »

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

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Maths I Centrale-Supélec PC 2021 s'est déroulée fin avril 2021, en 4h, coefficient 15. Sujet commun aux filières PC et PSI, quelques questions optionnelles spécifiques.

Sujet sur Marche aléatoire sur Z, chemins de Dyck et nombres de Catalan. Sujet en trois parties proposant le dénombrement des chemins de Dyck, c'est-à-dire des trajectoires sur un axe gradué par Z, de longueur donnée, partant et aboutissant à 0 tout en restant de signe constant. Ce dénombrement fait apparaître les nombres de Catalan (qu'on retrouve aussi dans le dénombrement des « bons parenthésages »), utilisés pour deux calculs de déterminant présentant une symétrie…

La moyenne brute s'est établie à 8.96/20, écart-type 4.02. Médiane 8.6, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0. 3381 candidats présents pour 3650 inscrits (7.4 % d'absents). L'écart Q1–Q3 est de 6.0 points, ce qui rend l'épreuve très exigeant et discriminante.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Sur les 3381 copies corrigées, la moyenne constatée, en pourcentage du barème, est de 23,7%, pour un écart-type de 13,7%, ce qui permet de considérer le sujet comme de longueur raisonnable. Il a par ailleurs permis une bonne discrimination parmi les candidats. La sélection des meilleurs candidats s'est essentiellement faite sur le soin apporté aux réponses et sur la solidité des connaissances, bien plus que sur le volume traité ou l'originalité des idées. La meilleure copie a obtenu 81,5% des p…

Si tu vises 8.6-12.0/20 (médiane à top 25 %)

Concentre-toi sur les premières parties du sujet (préliminaires, étude d'exemples, applications directes du cours). Ce sont les points faciles. Soigne particulièrement les vérifications d'hypothèses, c'est là que le jury Centrale PC sanctionne le plus les copies moyennes.

Si tu vises 12.0+/20 (top 10 %)

Il faut aborder les parties techniques de fin de sujet, même partiellement. Une question difficile bien rédigée vaut plusieurs questions classiques bâclées. Travaille la justification des hypothèses (domination, intégrabilité, indépendance) avec rigueur explicite.

Gestion des 4h : alloue 1h sur la partie I (questions de cours et applications), 1h-1h15 sur la partie II (calculs principaux), 1h-1h15 sur les parties suivantes, et garde 15-20 min de relecture. Privilégie la qualité sur la quantité, Centrale PC applique des malus systématiques sur les copies illisibles ou mal organisées.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Soigner la présentation et la rédaction : le jury Centrale PC applique systématiquement un malus sur les copies illisibles, raturées ou avec des abréviations inintelligibles.
  • Vérifier explicitement les hypothèses des théorèmes : convergence dominée, théorème spectral, théorèmes d'intégrales à paramètres : citer le théorème ne dispense jamais de vérifier ses hypothèses.
  • Contrôler l'homogénéité et les ordres de grandeur : c'est gratuit et permet de détecter la majorité des erreurs algébriques avant qu'elles ne se propagent.
  • Lire le sujet en entier avant de commencer : comprendre le fil conducteur permet d'identifier où sont les points faciles et d'éviter de bloquer sur des questions techniques en milieu de sujet.
  • Ne pas négliger les questions ouvertes ou de programmation : souvent >10 % du barème, peu traitées par les candidats, c'est un fort différenciateur pour viser le top 10 %.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2021

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Préparation Centrale-Supélec · Maths PC

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