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Annale · 2022Session du 29 avril 2022

Maths I Mines-Ponts PC 2022 — sujet, corrigé et rapport jury

Estimation asymptotique du nombre de partitions d'un entier (Hardy-Ramanujan). Démonstration d'un résultat légèrement plus faible que l'équivalent de Hardy-Ramanujan (1918) pour le nombre pn de partitions d'un entier n : pn = O(exp(π√(2n/3))/n).……

Mohamed K.

Mohamed K.

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Session 2022 :

Maths IChimieInfoMaths II
Aperçu rapide

Top piège du sujet : Logarithme complexe hors programme (Q1, Q3)

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Démonstration d'un résultat légèrement plus faible que l'équivalent de Hardy-Ramanujan (1918) pour le nombre pn de partitions d'un entier n : pn = O(exp(π√(2n/3))/n). La preuve repose sur l'analyse de la fonction génératrice P(z) = Σ pn z^n et la formule de Cauchy. Cinq parties (A, B, C, D, E) : développements de P(z), formule asymptotique de ln(P(e^{-t})) via Stirling et Euler-Maclaurin, calcul de la fonction génératrice via produit infini, majoration de P(z) en fonction de P(|z|),…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie A — Développements de P(z) (Q1-Q5)(Q1-Q5)Niveau attendu

    Q1 série entière, plusieurs méthodes (Abel, d'Alembert) — beaucoup utilisent un logarithme complexe non identifié. Q2 dérivation formelle souvent faite mais justifications insoignées. Q3 utilisation du logarithme principal interdite.…

  2. Partie IIPartie B — Formule asymptotique via Stirling et Euler-Maclaurin (Q6-Q12)(Q6-Q12)Difficile

    Q7 continuité sur [1,+∞[ rarement précise, valeurs absolues souvent absentes. Q8 bluff dans la première égalité. Q9 calcul de Stirling avec manipulation des équivalents. Q10 sommation L¹ ou convergence dominée. Q11 difficile, rarement complète.…

  3. Partie IIIPartie C — Produit infini et fonction génératrice (Q13-Q18)(Q13-Q18)Très difficile

    Q13 séries alternées (avec petite erreur d'énoncé sur le signe — bonus pour ceux qui l'ont signalée). Q14 lien convergence uniforme rarement perçu. Q15 rarement traitée. Q17 dénombrement, seule question hors analyse. Q18 produit de Cauchy.

  4. Partie IVParties D-E — Majoration et conclusion (Q19-)(Q19+)Très difficile

    Q19 rayon 1 souvent donné mais justifications insuffisantes. Les questions suivantes n'ont reçu que peu de réponses significatives.

Analyse globale du jury

« Sujet nécessitant une solide maîtrise du programme d'analyse, qu'il couvrait assez largement : inégalités élémentaires, séries, séries entières, séries de fonctions, intégration (intégrales généralisées, convergence dominée, permutation série intégrale, continuité d'intégrale à paramètre). Le caractère fermé de la plupart des questions a conduit à un barème valorisant fortement les justifications précises. Le problème était très long, de niveau soutenu, mais abordable. Étalonnement très satisfaisant des copies. Beaucoup de candidats ont pu démontrer des qualités mathématiques. À l'inverse, un lot important de copies reflète une méconnaissance du cours et de grosses lacunes techniques. »

Top pièges sanctionnés

  • Logarithme complexe hors programme (Q1, Q3)-2 pts

    « Pas mal de candidats utilisent, dans cette question et les suivantes, un logarithme complexe non identifié. Certains candidats utilisent le fameux « logarithme complexe », qui « trivialise » cette question et la précédente ! »

  • Q5 — exp non nul sur C, pas seulement positif sur R-1 pts

    « La première repose sur le fait que exp ne s'annule pas sur C ; le fait qu'elle soit strictement positive sur R ne saurait suffire. »

  • Théorèmes d'interversion sans hypothèses précises-2 pts

    « Rappelons que les théorèmes mettant en jeu une permutation non triviale de symboles (continuité d'une intégrale à paramètre, passage à la limite dans une intégrale, permutation somme-intégrale) nécessitent des hypothèses précises, qu'il faut absolument expliciter et vérifier. »

  • Q7 — équivalents fantaisistes, valeurs absolues oubliées-2 pts

    « On remarque beaucoup de résultats asymptotiques fantaisistes (équivalents) ou non justifiés. Enfin, les indispensables valeurs absolues sont absentes de la plupart des copies. »

  • Q8 — bluff prétendant éviter le découpage de l'intégrale-1 pts

    « C'est moins vrai de la première, qui a reçu un certain nombre de solutions prétendant éviter le découpage de l'intégrale et relevant du pur bluff. »

  • Q12 — hypothèse de domination mal comprise-2 pts

    « Application de la continuité d'une intégrale à paramètre, très inégalement traitée, avec nécessité de préciser les choses en 0. Beaucoup de candidats ne semblent pas vraiment comprendre l'importance et la nature de l'hypothèse de domination. »

  • Q19 — rayon 1 sans justification suffisante-1 pts

    « Le rayon 1 est donné par la plupart de ceux qui abordent cette question, mais avec des justifications le plus souvent insuffisantes. »

Chapitres clés à maîtriser

Séries entières — rayon de convergence, dérivation terme à termeConvergence dominée et théorème de sommation L¹
Intégrales à paramètre — continuité, hypothèse de domination
Formule de Stirling et développements asymptotiques
Combinatoire — partitions d'un entier

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2022

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