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Annale · 2022★★★★DurSession du 29 avril 2022· 3 417 candidats

Maths II Centrale-Supélec PC 2022, sujet, corrigé et rapport jury

3 parties autour de polynômes d'interpolation de lagrange et phénomène de runge. Moyenne 8.99, σ=4.13, médiane 8.4. Sujet officiel, analyse Hadamard du rapport jury et top pièges sanctionnés.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2022 :

Maths IIChimieMaths IPhysique I

Top piège du sujet

Polynôme de degré n-1 admet n racines ⇒ il est nul (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.99

Médiane

8.4

Écart-type

4.13

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

3 417

sur 3 695 inscrits · 7.5% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en hausse de +0.19 par rapport à 2021 (8.99 vs 8.8). Écart-type plus élevé (σ 3.92 → 4.13), notes plus dispersées.

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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

Approximation des fonctions continues par des polynômes. Le problème étudie la convergence uniforme vers f des polynômes d'interpolation de Lagrange associés à une famille de plus en plus dense de points de I. Trois parties : (I) polynômes de Tchebychev réalisant le maximum de la norme uniforme sur [-1,1] parmi les polynômes unitaires de degré donné ; (II) majorations faisant intervenir les dérivées d'ordre supérieur, convergence uniforme de développements de fonctions C^∞ ; (III) phénomène de…

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Étude de deux familles de polynômes(Q1-Q15)Difficile

    I.A, Polynômes de Lagrange L_i(X) = Π (X-a_j)/(a_i-a_j), produit scalaire ⟨P,Q⟩ = Σ P(a_k)Q(a_k), base orthonormée. I.B, Polynômes de Tchebychev (relations trigonométriques, racines, théorème du min-max).

  2. Partie IIPartie II, Interpolation et convergence pour fonctions C^∞(Q16-Q29)Très difficile

    Récurrence sur les rangées de points distincts, majorations, Σ s_n(x) < exp(x), critère de convergence par dérivation des séries entières dans le disque ouvert.

  3. Partie IIIPartie III, Phénomène de Runge(Q30-Q37)Très difficile

    Étude de l'intégrale impropre, primitive de t ↦ ln(α²+t²), J_α en 0+, comparaison d'intégrales d'une fonction monotone et d'une fonction en escalier, parité de R_n, unicité des polynômes d'interpolation.

Analyse globale du jury

« Les familles de points et les équations où elles interviennent requièrent un soin particulier de la part des candidats : indexation, récurrence (ou non), bornes. Cela n'a pas toujours été le cas. On note par contre une bonne familiarité avec l'algèbre linéaire (espaces vectoriels, familles libres, produit scalaire). Comme l'année dernière, les principales faiblesses sont plutôt à rechercher dans le domaine de l'analyse. On a ainsi pu relever que les candidats peinent à justifier la convergence d'intégrale et se montrent souvent fort maladroits quant à l'utilisation des propriétés des séries entières. Même certaines questions élémentaires s'avèrent problématiques dans beaucoup de copies. Ici concrètement pour montrer que t ↦ 1/(1+t²) est C^∞, ou pour trouver une primitive de t ↦ ln(α²+t²)… »

Top pièges sanctionnés

  • Polynôme de degré n-1 admet n racines ⇒ il est nul (Q1)-1 pts

    « Trop de candidats pensent que les éléments de R_{n-1}[X] sont de degré n-1 et en viennent à affirmer que si un polynôme de degré n-1 admet n racines, alors il est nul. »

  • Base de R_{n-1}[X] non nécessairement en degrés échelonnés (Q4)-1 pts

    « Attention, de même que toute matrice inversible n'est pas triangulaire, une base de R_{n-1}[X] n'est pas nécessairement en degrés échelonnés. Rappelons que comme le dit le programme de PCSI, « toute famille orthogonale de vecteurs non nuls est libre ». »

  • Confusion terme de plus haut degré et coefficient (Q8)-1 pts

    « Trop de confusion entre terme de plus haut degré et coefficient du terme de plus haut degré. Rappelons qu'une somme de polynômes de degré n n'est pas forcément de degré n. »

  • Récurrence sur points dans le mauvais ordre (Q16)-1 pts

    « L'idée de la récurrence est aperçue par la plupart des candidats mais une partie d'entre eux invoquent le théorème des valeurs intermédiaires. Ici encore il convenait de raisonner sur des points rangés en ordre croissant. »

  • Inégalité entre fonctions ⇒ inégalité entre dérivées, faux (Q25)-2 pts

    « La difficulté de la question ne doit pas conduire à des arguments difficilement crédibles, comme de dire qu'une inégalité entre fonctions entraine la même inégalité entre leurs dérivées ! »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Maths PC, session 2022 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Maths II Centrale-Supélec PC 2022 s'est déroulée fin avril 2022, en 4h, coefficient 15. Sujet commun aux filières PC et PSI, quelques questions optionnelles spécifiques.

Sujet sur Polynômes d'interpolation de Lagrange et phénomène de Runge. Approximation des fonctions continues par des polynômes. Le problème étudie la convergence uniforme vers f des polynômes d'interpolation de Lagrange associés à une famille de plus en plus dense de points de I. Trois parties : (I) polynômes de Tchebychev réalisant le maximum de la norme uniforme sur [-1,1] parmi les polynômes unitaires de degré donné ; (II) majorations faisant intervenir les dériv…

La moyenne brute s'est établie à 8.99/20, écart-type 4.13. Médiane 8.4, premier quartile 6.0, troisième quartile 12.0. 3417 candidats présents pour 3695 inscrits (7.5 % 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

Les familles de points et les équations où elles interviennent requièrent un soin particulier de la part des candidats : indexation, récurrence (ou non), bornes. Cela n'a pas toujours été le cas. On note par contre une bonne familiarité avec l'algèbre linéaire (espaces vectoriels, familles libres, produit scalaire). Comme l'année dernière, les principales faiblesses sont plutôt à rechercher dans le domaine de l'analyse. On a ainsi pu relever que les candidats peinent à justifier la convergence…

Si tu vises 8.4-12.0/20 (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 — 2022

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Préparation Centrale-Supélec · Maths PC

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