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Annale · 2023Session du 29 avril 2023

Maths I Mines-Ponts PSI 2023 — sujet et corrigé Hadamard

Sujet centré sur la convexité dans le cadre des matrices symétriques. Cinq parties : (1) résultats classiques proches du cours (positivité ⟺ spectre positif, convexité de Sn++, racine carrée, Jensen), (2) inégalité classique trace/déterminant, (3) log-concavité du déterminant (la plus difficile), (4) majoration ln det(A + tIn) à l'aide de tr(A) (courte et facile), (5) DL de det(A + tM) et de (A…

Équipe Hadamard

Équipe Hadamard

Rédacteurs Hadamard, polytechniciens, centraliens et normaliens — orientation, méthode et concours de prépa

Session 2023 :

Maths IChimieInfoMaths II

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Sujet centré sur la convexité dans le cadre des matrices symétriques. Cinq parties : (1) résultats classiques proches du cours (positivité ⟺ spectre positif, convexité de Sn++, racine carrée, Jensen), (2) inégalité classique trace/déterminant, (3) log-concavité du déterminant (la plus difficile), (4) majoration ln det(A + tIn) à l'aide de tr(A) (courte et facile), (5) DL de det(A + tM) et de (A + tM)⁻¹, comportement asymptotique. L'échelonnement des notes est très satisfaisant.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie 1 — Résultats classiques (théorème spectral, racine carrée, Jensen)(Q1-Q?)Niveau attendu

    Équivalence positivité matrice / positivité du spectre ; convexité de Sn++(R) ; existence d'une racine carrée pour Sn++(R) ; inégalité de convexité (Jensen). Très proches du cours.

  2. Partie IIPartie 2 — Inégalité trace-déterminant(Q?-Q?)Niveau attendu

    Démonstration et amélioration d'une inégalité classique portant sur la trace et le déterminant. Assez élémentaire.

  3. Partie IIIPartie 3 — Log-concavité du déterminant sur Sn+(R)(Q?-Q?)Difficile

    Nettement plus difficile. Démontre la log-concavité du déterminant sur Sn+(R).

  4. Partie IVPartie 4 — Majoration ln det(A + tI) via tr(A)(Q?-Q?)Niveau attendu

    Courte et facile. On y majore le logarithme du déterminant de A + tIn à l'aide de la trace de A.

  5. Partie VPartie 5 — DL de det(A + tM) et de (A + tM)⁻¹(Q?-Q?)Difficile

    Établit les développements limités de t → det(A + tM) et de t → (A + tM)⁻¹ pour obtenir un comportement asymptotique de (det(I + tM))^(−α) pour α > −1/n fixé. Fonctions vectorielles.

Chapitres clés à maîtriser

Algèbre bilinéaire — théorème spectral, matrices symétriques (définies) positives
Convexité (Jensen) — analyse 1ère année
Trace et déterminant — inégalités classiques
Fonctions vectorielles et développements limités
Réduction des endomorphismes symétriques

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2023

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Préparation Mines-Ponts · Maths PSI

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