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Annale · 2021★★★Niveau moyenSession du 5 mai 2021· 3 936 candidats

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

Cinq parties : suite hypergéométrique et espace vectoriel, fonction Γ, fonctions hypergéométriques (séries entières), polynômes de Laguerre, loi hypergéométrique. Moyenne 9.08, σ=3.86, médiane 8.8.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.08/20

Top 25%

12.0

Présents

3 936

Top piège du sujet : Polynôme avec indéterminée (Q1, Q2)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.08

Médiane

8.8

Écart-type

3.86

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

3 936

sur 4 226 inscrits · 6.9% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Fonctions hypergéométriques. Cinq parties : définition de suite hypergéométrique (suites récurrentes, polynômes, espaces vectoriels, familles génératrices, bases — programme de 1ʳᵉ année), extension de la factorielle à la fonction Γ et fonctions hypergéométriques (intégrales à paramètres, séries entières, EDL — programme 2ᵉ année), polynômes de Laguerre (continuité/dérivation), loi hypergéométrique (probabilités 1ʳᵉ année + fonction génératrice et approximation Poisson/binomiale).

Structure de l'épreuve

  1. Partie ISuite hypergéométrique et espace vectoriel(Q1-Q4)Niveau attendu

    Q1-Q2 : polynômes P et Q avec écriture indéterminée. (n+p−1)/(n−1) pas polynômiale. Q3 : F sous-EV de ℝ^ℕ avec démonstration complète.

  2. Partie IIExtension de la factorielle à Γ(Q5-Q8)Niveau attendu

    Très classique, succès. Q5 : convergence pour x>0. Q6 : continuité connue, domination à justifier. Q7-Q8 : intégration par parties sur intégrales généralisées.

  3. Partie IIIFonctions hypergéométriques (séries entières)(Q9-Q23)Difficile

    Q11 : Γ ≠ 0 sur D à vérifier. Q15 : règle de d'Alembert sans annulation du dénominateur. Q18-Q19 : confusion arctan/sin, erreurs sur ln(1+x). Q22 : disjonction de cas. Q23 : unicité des coefficients d'une série entière, synthèse trop souvent ignorée.

  4. Partie IVPolynômes de Laguerre(Q24-Q30)Niveau attendu

    Quasi-totalité des candidats débutent. Q24-Q26 : formule de Leibniz, dérivées successives — succès. Q27-Q29 : résultats donnés, contorsions stériles. Q30 : il suffisait de lire le sujet.

  5. Partie VLoi hypergéométrique(Q31-Q40)Difficile

    Q31 : identité de Vandermonde non utilisée. Q32 : espérance et réinvestissement de Vandermonde. Q33 : fonction génératrice — calcul juste jamais obtenu. Q34 : schéma de Bernoulli et binomial.

Analyse globale du jury

« Le sujet se présente sous une forme suffisamment longue avec une difficulté raisonnable. Les meilleurs candidats ont été en mesure de traiter presque toutes les questions avec rigueur. Toutes les questions ont été traitées au moins en partie. L'indépendance de plusieurs parties et leur progressivité ont permis aux candidats de rentrer en confiance. Les objets mathématiques que sont les polynômes et les espaces vectoriels ne sont pas toujours bien compris. Dans beaucoup de copies les résultats classiques sur les séries entières ne sont pas suffisamment connus. »

Top pièges sanctionnés

  • Polynôme avec indéterminée (Q1, Q2)-1 pts

    « Les deux polynômes P et Q étaient attendus sous une écriture avec une indéterminée et non uniquement avec leur expression sur ℕ. […] Beaucoup de candidats pensent que (n+p−1)/(n−1) est une expression polynomiale en n. Il ne fallait pas oublier de vérifier l'égalité pour les cas où p>n. »

  • Sous-EV — non vacuité oubliée (Q3)-1 pts

    « La démonstration du fait que F est un sous-espace vectoriel de ℝ^ℕ n'a pas toujours été complète, par absence de la vérification de sa non vacuité et de son inclusion dans ℝ^ℕ. »

  • Théorème de continuité — domination non justifiée (Q6)-2 pts

    « Le théorème de continuité est assez bien connu. En revanche, la domination doit être justifiée et il ne faut pas omettre de mentionner l'intégrabilité de la fonction dominante. La positivité ou croissance de l'intégrale sont trop rarement invoquées. »

  • Règle d'Alembert sans annulation du dénominateur (Q15)-2 pts

    « Trop d'applications de la règle de D'Alembert sans se soucier de l'éventuelle nullité du dénominateur, avec trop de raccourcis menant de la valeur de la limite au rayon de convergence. »

  • arctan vs sin (Q18-Q19)-2 pts

    « Une bonne part des candidats obtiennent des développements en série entière corrects. En revanche, beaucoup ne reconnaissent pas arctan ou confondent avec sin. Beaucoup d'erreurs sur le développement de x ↦ ln(1+x). »

  • Calculs sans synthèse (Q23)-2 pts

    « Question très classique, abordée dans une large partie des copies mais qui se limite à la partie calculatoire. En revanche, le traitement est décevant, la dérivation d'une série entière, l'unicité de ses coefficients étant trop rarement évoquées, la synthèse trop souvent ignorée. »

Chapitres clés à maîtriser

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

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2021

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