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Annale · 2024Session du 29 avril 2024

Maths I Mines-Ponts PSI 2024 — sujet, corrigé et rapport jury

Sujet assez technique sur les intégrales impropres à paramètre (théorèmes de convergence dominée et leur champ d'application, hypothèses de domination), avec un objectif central : majorer l'entropie d'une fonction par rapport à la gaussienne. Sujet comportant peu de questions faciles, qui a permis de classer efficacement les candidats. Trois parties : (1) fonctions à croissance lente et…

Mohamed K.

Mohamed K.

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Session 2024 :

Maths IChimieInfoMaths II
Aperçu rapide

Top piège du sujet : Passer abusivement de f(x) ≤ a à |f(x)| ≤ |a| (sans inégalité triangulaire)

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Sujet assez technique sur les intégrales impropres à paramètre (théorèmes de convergence dominée et leur champ d'application, hypothèses de domination), avec un objectif central : majorer l'entropie d'une fonction par rapport à la gaussienne. Sujet comportant peu de questions faciles, qui a permis de classer efficacement les candidats. Trois parties : (1) fonctions à croissance lente et propriétés de Pt(f), (2) EDP sur (t, x) → Pt(f)(x), (3) majoration de l'entropie.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie 1 — Fonctions à croissance lente et opérateur Pt(Q1-Q10)Niveau attendu

    Considérations générales sur les fonctions à croissance lente (Q1-Q3 — Q1 et Q3 ont déjà permis aux bons candidats de montrer leurs qualités de raisonnement). Étude des propriétés de Pt(f) pour t ∈ R+ (Q4-Q6 : Pt(f) est à croissance lente). Termine par une formule intégrale faisant intervenir un…

  2. Partie IIPartie 2 — EDP sur (t, x) → Pt(f)(x)(Q11-Q15)Difficile

    Obtention d'une équation aux dérivées partielles, avec établissement des propriétés de régularité nécessaires. Tests à plusieurs reprises de la maîtrise des candidats sur les théorèmes de régularité des intégrales à paramètre.

  3. Partie IIIPartie 3 — Majoration de l'entropie(Q16-Q20)Très difficile

    Démonstration de la bonne définition de l'entropie, expression exacte de la dérivée de Ent_φ(Pt(f)), majoration en valeur absolue, intégration entre 0 et +∞. Plusieurs questions difficiles, certaines distinguant les meilleures copies.

Analyse globale du jury

« Sujet assez technique comportant peu de questions faciles qui a permis de classer efficacement les candidats. Le problème porte essentiellement sur les intégrales impropres, en particulier dans leur version à paramètre. Il nécessite une très bonne connaissance des théorèmes de convergence dominée et de leur champ d'application, et une certaine habileté technique pour établir à plusieurs reprises des majorations en valeur absolue. Une majorité de candidats a démontré une bonne connaissance du cours, mais beaucoup restent perfectibles sur le plan technique. Les techniques de majoration, et en particulier l'inégalité triangulaire, sont des outils fondamentaux qu'il faut maîtriser. Les vérifications des hypothèses des théorèmes de convergence dominée ont donné lieu à des développements… »

Top pièges sanctionnés

  • Passer abusivement de f(x) ≤ a à |f(x)| ≤ |a| (sans inégalité triangulaire)-2 pts

    « Une erreur extrêmement fréquente est de passer abusivement de majorations du type f(x) ≤ a à |f(x)| ≤ |a|. Dans la plupart des cas une simple application de l'inégalité triangulaire permettait d'obtenir les majorations souhaitées. »

  • Vérification des hypothèses du TCD : développements abusivement longs noyant les arguments significatifs-1 pts

    « La vérification des différentes hypothèses des théorèmes de convergence dominée a donné lieu à des développements d'une longueur parfois abusive, où les arguments significatifs mathématiquement peinaient à se détacher de vérifications plus triviales. Rappelons que la concision des raisonnements fait partie des qualités attendues dans une copie de mathématiques. »

  • Utiliser le TCD sans maîtriser les techniques de majoration élémentaires-2 pts

    « Les techniques de majoration, et en particulier l'inégalité triangulaire, sont des outils fondamentaux de l'analyse et qu'il semble un peu vain d'utiliser des résultats aussi puissants que les théorèmes de convergence dominée s'ils ne sont pas adossés à une maîtrise suffisante de ces méthodes élémentaires. »

  • Discernement insuffisant entre version locale et globale du TCD-2 pts

    « Il nécessite une très bonne connaissance des théorèmes de convergence dominée et de leur champ d'application (les candidats devaient faire preuve de discernement pour savoir quand une version locale était requise) et une certaine habileté technique pour établir à plusieurs reprises des majorations en valeur absolue (hypothèses de domination). »

Chapitres clés à maîtriser

Intégrales à paramètre — théorèmes de continuité, dérivation, convergence dominée
Intégrales impropres et hypothèses de domination
Inégalité triangulaire et techniques de majoration
Intégration par parties sur intervalles non bornés
Équations aux dérivées partielles (sensibilisation)

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2024

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