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Annale · 2021★★★★DurSession du 29 avril 2021· 3 316 candidats

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

3 parties autour de formules de quadrature et polynômes orthogonaux. Moyenne 8.8, σ=3.92, médiane 8.5. 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 IIChimieMaths IPhysique I

Top piège du sujet

Graphiques bien souvent illisibles (Q2)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.80

Médiane

8.5

Écart-type

3.92

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

3 316

sur 3 650 inscrits · 9.2% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +1.45 par rapport à 2020 (8.8 vs 7.35). Écart-type plus resserré (σ 4.2 → 3.92), notes moins dispersées. Sujet plus accessible que la session précédente. Effectif -5% (3507 → 3316 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 portant sur un thème assez classique de l'analyse numérique : l'approximation d'une mesure par des évaluations en des points d'un intervalle (formules de quadrature) ainsi que le test sur les polynômes. Y apparaissent les polynômes d'interpolation de Lagrange et les polynômes de Tchebychev. Il est beaucoup fait appel à l'algèbre linéaire sur l'espace des fonctions numériques continues sur un intervalle. Les séries entières sont aussi un thème important. Les méthodes sont souvent élémentai…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Généralités sur les formules de quadrature(Q1-Q14)Niveau attendu

    I.A, Exemples élémentaires (formule I_0(f) = f(0), I_0(f) = f(1/2), formule à 3 points sur R_2[X]). I.B, Construction de formules d'ordre quelconque (linéarité, base canonique). I.C, Noyau de Peano et évaluation de l'erreur (formule de Taylor avec reste intégral). I.D, Exemple : méthode des tra…

  2. Partie IIPartie II, Polynômes orthogonaux et applications(Q15-Q27)Difficile

    II.A, Étude d'un produit scalaire (intégrales absolument convergentes, inégalité |ab| ≤ ½(a²+b²), continuité). II.B, Polynômes orthogonaux associés à un poids. II.C, Méthodes de quadrature de Gauss. II.D et II.E, Exemples 1 et 2 (relation de récurrence des polynômes de Tchebychev).

  3. Partie IIIPartie III, Accélération de la méthode des trapèzes(Q28-Q36)Très difficile

    III.A, Nombres b_m et polynômes B_m, conditions d'application du produit de Cauchy, prolongement de z ↦ (e^z - 1)/z. III.B, Développement asymptotique de l'erreur dans la méthode des trapèzes.

Analyse globale du jury

« Sur un sujet relativement long, les nombreux exemples d'applications numériques ont permis aux candidats les moins assurés de s'exprimer et mettre en valeur certaines de leurs compétences. Il est clair toutefois que l'analyse pose globalement beaucoup de difficultés. Ainsi les candidats peinent à justifier la convergence d'intégrale et se montrent souvent fort maladroits quant à l'utilisation des propriétés des séries entières ou les formules de Taylor. De trop nombreux candidats ont aussi eu du mal à traiter les premières questions et à proposer des illustrations graphiques pertinentes. Les polynômes de Lagrange semblent connus sous une forme ou une autre par de nombreux candidats. De façon générale, les méthodes algébriques sont utilisées avec une certaine efficacité. De même les calcul… »

Top pièges sanctionnés

  • Graphiques bien souvent illisibles (Q2)-1 pts

    « Des graphiques bien souvent illisibles (seulement un repère ou une simple droite) et des explications parfois confuses. »

  • Application linéaire injective en dim. finie est bijective (Q4)-1 pts

    « Parmi les erreurs fréquentes : « une application linéaire injective en dimension finie est bijective ». »

  • Confusion unicité / existence (Q5, Q7)-1 pts

    « Confusion entre unicité et existence. Cela réapparait lors de la considération des polynômes de Lagrange (existence, unicité et indépendance). Par ailleurs certains candidats démontrent l'unicité sans l'existence et vice-versa. »

  • Polynômes L_i échelonnés, faux (Q6)-1 pts

    « Trop de candidats affirment à tort que les L_i sont échelonnés. À noter que l'appartenance de P à R_n[X] n'implique pas que P soit de degré n. »

  • Formule de Taylor avec reste intégral mal sue (Q9)-2 pts

    « La formule de Taylor avec reste intégral, pourtant très sollicitée ces dernières années dans nos sujets, est trop rarement correcte. L'intérêt de la fonction φ n'est ici pas vraiment compris, la linéarité de e encore une fois oubliée. »

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

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Maths II 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 Formules de quadrature et polynômes orthogonaux. Sujet portant sur un thème assez classique de l'analyse numérique : l'approximation d'une mesure par des évaluations en des points d'un intervalle (formules de quadrature) ainsi que le test sur les polynômes. Y apparaissent les polynômes d'interpolation de Lagrange et les polynômes de Tchebychev. Il est beaucoup fait appel à l'algèbre linéaire sur l'espace des fonctions numériques continues sur u…

La moyenne brute s'est établie à 8.8/20, écart-type 3.92. Médiane 8.5, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0. 3316 candidats présents pour 3650 inscrits (9.2 % d'absents). L'écart Q1–Q3 est de 6.0 points, ce qui rend l'épreuve exigeant et discriminante.

Accompagnement personnalisé

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Sur un sujet relativement long, les nombreux exemples d'applications numériques ont permis aux candidats les moins assurés de s'exprimer et mettre en valeur certaines de leurs compétences. Il est clair toutefois que l'analyse pose globalement beaucoup de difficultés. Ainsi les candidats peinent à justifier la convergence d'intégrale et se montrent souvent fort maladroits quant à l'utilisation des propriétés des séries entières ou les formules de Taylor. De trop nombreux candidats ont aussi eu d…

Si tu vises 8.5-12.0/20 (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

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FAQ

Questions fréquentes — 2021

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Préparation Centrale-Supélec · Maths PC

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