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Annale · 2022★★★★DurSession du 3 mai 2022· 4 090 candidats

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

Cinq parties autour d'un opérateur intégral sur un espace de fonctions de carré intégrable : conditions d'appartenance, structure préhilbertienne, étude de l'opérateur, solutions développables, éléments propres. Moyenne 8.99, σ=4.09, médiane 8.7.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★★Dur

Moyenne

8.99/20

Top 25%

12.0

Présents

4 090

Top piège du sujet : Limite finie en une borne ≠ intégrabilité (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

8.99

Médiane

8.7

Écart-type

4.09

Q1 (25%)

6.0

Q3 (75%)

12.0

Candidats présents

4 090

sur 4 353 inscrits · 6.0% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Opérateur intégral défini sur un espace de fonctions de carré intégrable avec un poids strictement positif. Cinq parties : conditions d'appartenance à l'espace vectoriel (intégration, continuité, dérivation, comportement asymptotique), structure préhilbertienne, définition et étude de l'opérateur intégral, recherche de solutions développables en série entière, recherche d'éléments propres (orthogonalité des espaces propres d'un endomorphisme symétrique en dimension quelconque).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IConditions d'appartenance à l'espaceDifficile

    Notion d'intégrale généralisée. Q1 : intégrabilité au voisinage de l'infini bien traitée, voisinage de l'origine pose problème. Q2-Q3 raisonnement par disjonction de cas. Q6-Q7 théorème fondamental de l'analyse adapté.

  2. Partie IIStructure préhilbertienneNiveau attendu

    Très classique sauf Q13. Q9 résultat classique, 1/3 des candidats. Q10-Q11 : démonstrer sous-EV, caractère défini du produit scalaire (un candidat sur 7 évite Q10). Q13 : convergence de l'intégrale à calculer évoquée.

  3. Partie IIIOpérateur intégral TDifficile

    Q15-Q16 bien traitées. Q19 délicate — Cauchy-Schwarz, seconde majoration f décroissante. Q22 injectivité d'application linéaire. Q23 dimension finie uniquement. Q26 délicate.

  4. Partie IVSolutions développables en série entière(Q30-Q40)Très difficile

    Q30 : régularité de la somme et unicité des coefficients. Q33 : produit de fonctions développables — rayons à préciser. Q36-Q40 : partie délicate, abordée par 1/4 seulement.

  5. Partie VÉléments propres et orthogonalité(Q41-Q46)Très difficile

    Abordée dans 1/4 des copies seulement. Q41 lien avec injectivité (Q22). Q45 : équation différentielle à coefficients constants (y'' − y' = 0). Q46 : justifier que P_p est vecteur propre de U.

Analyse globale du jury

« Le sujet proposé pour cette session se présentait sous une forme suffisamment longue avec une difficulté raisonnable. Les meilleurs candidats ont été en mesure de traiter presque toutes les questions avec rigueur et une rédaction claire. Toutes les questions ont été traitées au moins en partie par plusieurs candidats. L'indépendance de plusieurs parties et la présence de questions très classiques ont permis aux candidats d'avancer. Du point de vue du fond, certaines méthodes de base sont parfois défaillantes — notamment, le raisonnement par disjonctions de cas pose problème. »

Top pièges sanctionnés

  • Limite finie en une borne ≠ intégrabilité (Q1)-2 pts

    « Pour certains, avoir une limite finie en une borne de l'intervalle est une condition nécessaire d'intégrabilité ; d'autres éprouvent le besoin de faire une disjonction de cas pour la convergence […]. La positivité est souvent oubliée pour les candidats utilisant la notion d'intégrale convergente. La continuité de p_α est souvent oubliée. »

  • Caractère défini du produit scalaire (Q10)-1 pts

    « Pour le produit scalaire, le caractère défini pose toujours problème. Chose étrange, un candidat sur sept évite Q10 et passe directement à Q11. »

  • Convergence d'intégrale à calculer non évoquée (Q13)-1 pts

    « Beaucoup de candidats n'évoquent même pas la convergence de l'intégrale à calculer. »

  • Majoration grossière f décroissante (Q19)-2 pts

    « La seconde majoration a donné lieu à de grossières erreurs, principalement : comme f est décroissante, on ∫_x^{+∞} f(t)dt ≤ f(x). »

  • Produit de séries entières sans préciser rayons (Q33)-1 pts

    « Les candidats ont presque tous utilisé un produit de fonctions développables en série entière, mais trop souvent sans préciser les rayons. »

  • Équation différentielle simple (y''−y'=0) ratée (Q45)-2 pts

    « Il est désarmant de constater qu'une équation différentielle à coefficients constants, en l'occurrence y''−y'=0, soit la majeure difficulté. Une fraction minime des candidats ayant abordé cette question ont réussi cette résolution. »

Chapitres clés à maîtriser

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

Ressources

Téléchargements

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FAQ

Questions fréquentes — 2022

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