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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 3 mai 2023· 4 154 candidats

Maths II Centrale-Supélec PSI 2023 — sujet, corrigé et rapport jury

Quatre parties autour de la formule de Stirling — intégrale de Gauss via théorèmes d'intégrales à paramètres, démonstration et amélioration de Stirling, marches aléatoires via séries entières, marche symétrique et loi de l'Arcsinus. Moyenne 9.31, σ=4.05.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Aperçu rapide

Difficulté

★★★Niveau moyen

Moyenne

9.31/20

Top 25%

12.1

Présents

4 154

Top piège du sujet : Convergence absolue d'intégrale sans signe (Q1)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.31

Médiane

9.3

Écart-type

4.05

Q1 (25%)

6.3

Q3 (75%)

12.1

Candidats présents

4 154

sur 4 365 inscrits · 4.8% d'absents

Analyse

Ce qu'a observé le jury

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

Présentation du sujet

Étude de différentes applications autour de la formule de Stirling. Quatre parties : intégrale de Gauss via intégrales à paramètres (théorème de dérivation et convergence dominée), démonstration et amélioration de la formule de Stirling, marche aléatoire via séries entières (rayon de convergence, produit de Cauchy), et marche aléatoire symétrique pour obtenir la loi de l'Arcsinus.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IIntégrale de Gauss via intégrales à paramètres(Q1-Q7)Niveau attendu

    Version très guidée. Théorème de dérivation des intégrales à paramètres, dominations locales, convergence dominée. Q3 : dominations locales souvent fausses. Q7 : interversion limite/intégrale.

  2. Partie IIDémonstration et amélioration de Stirling(Q8-Q22)Difficile

    Domination, étude locale, DL, encadrements, comparaison série-intégrale. Q11 : convergence simple peu réussie. Q14 : monotonie de q. Q15 : convergence dominée — appliquée par 1/3 des candidats correctement.

  3. Partie IIIMarche aléatoire via séries entières(Q23-Q33)Difficile

    S_n loi binomiale (à justifier !). Règle de d'Alembert pour rayon de convergence. Produit de Cauchy avec soin. Q33 (description événement) rarement traitée.

  4. Partie IVMarche symétrique et loi de l'Arcsinus(Q34-Q46)Très difficile

    Manque de formalisation pour dénombrement. Q35 équiprobabilité des chemins. Q43-Q44 : sommes de Riemann (théorème avec hypothèses). Q45-Q46 : seules quelques quarantaines de très bonnes copies traitent.

Analyse globale du jury

« Le sujet proposé pour cette session se présentait sous une forme légèrement plus longue que la précédente, avec une difficulté raisonnable excepté les dernières questions présentant et utilisant le principe de réflexion. Néanmoins, 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. »

Top pièges sanctionnés

  • Convergence absolue d'intégrale sans signe (Q1)-1 pts

    « Il s'agissait d'établir la convergence absolue d'une intégrale. Beaucoup de candidats oublient la continuité et parlent de convergence sans précision de signe. Cette première question donne bien souvent une indication de la suite de la copie. »

  • Limite dépendant de n quand on prend n → +∞ (Q11)-2 pts

    « Le manque de méthode (simplement fixer la variable, puis faire varier n) pour l'étude de la convergence simple est à déplorer. Beaucoup de limites dépendent encore de n. »

  • Convergence dominée mal appliquée (Q15)-2 pts

    « Traitée par moins d'un tiers des candidats, et correctement par un tiers de ces derniers. La résolution de cette question, en particulier l'application du théorème de convergence dominée, était pourtant cousue de fil blanc. »

  • Loi binomiale annoncée sans justification (Q23)-1 pts

    « Beaucoup d'entre-eux ont affirmé que S_n suivait la loi binomiale. Pour cette loi, il était attendu qu'elle soit justifiée. »

  • Règle de d'Alembert pour séries entières (Q26)-2 pts

    « La règle de d'Alembert pour les séries entières ne s'appliquait pas directement. L'application de la règle pour les séries numériques a été utilisée mais rarement proprement : trop souvent la rédaction se limite à un quotient (éventuellement non défini) et une limite puis immédiatement une conclusion sur le rayon. »

  • Théorème des sommes de Riemann sans hypothèses (Q43-Q44)-1 pts

    « Les candidats à l'aise en analyse ont trouvé ici chaussure à leur pied. Parfois des tentatives de grapillage de candidats désœuvrés. On rappelle que le théorème sur les sommes de Riemann a des hypothèses. »

Source : Rapport du jury Centrale-Supélec · Maths PSI, session 2023 · PDF officiel ↗

Ressources

Téléchargements

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Questions fréquentes — 2023

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