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Annale · 2022★★★Niveau moyenSession du 26 avril 2022· 1 429 candidats

Maths B X-ENS MP 2022, sujet, corrigé et rapport jury

Sujet en 4 parties autour de la fonction ζ de Riemann. Moyenne 9.73, σ=3.9 sur 1429 candidats. Sujet, corrigé Hadamard et synthèse rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Top piège du sujet

Manipuler les termes généraux des séries (Q1b, 1c, 2b) sans justifier les opérations

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.73

Médiane

9.7

Écart-type

3.90

Q1 (25%)

7.1

Q3 (75%)

12.4

Candidats présents

1 429

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en baisse de -0.38 par rapport à 2021 (9.73 vs 10.11). Écart-type plus resserré (σ 4.25 → 3.9), notes moins 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

Sujet en 4 parties autour de la fonction ζ de Riemann. Partie I calcule ζ(2), ζ(4), ζ(6) via le développement en série entière de x cotan(x). Partie II (analyse fonctionnelle) étudie l'espace M(ℕ*) des mesures de probabilités sur ℕ* avec la norme infinie et un procédé diagonal de Cantor. Partie III construit une suite de lois approchant μ_X. Partie IV démontre que la probabilité que k entiers ≤ n choisis au hasard soient premiers entre eux tend vers 1/ζ(k).

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Développement en série entière de x cotan(x) et valeurs de ζ(Q1-Q4)Niveau attendu

    Analyse : séries numériques, séries de fonctions, séries entières, fonctions continues, formules de trigonométrie. Calcul de ζ(2), ζ(4), ζ(6) via équation fonctionnelle de cotangente. Q1a très simple, Q1c contient une subtilité sur la convergence absolue.

  2. Partie IIPartie II, Topologie de l'espace M(ℕ*) des mesures de probabilité(Q5-Q12)Difficile

    Topologie, modes de convergence et leurs liens, procédé d'extraction diagonale de Cantor. Convergence en norme infinie ⟺ convergence ponctuelle sur les singletons (équivalence valable seulement pour des mesures de probabilité).

  3. Partie IIIPartie III, Densité et suite de lois approchantes(Q13-Q18)Difficile

    Probabilités : transfert, lien entre probabilité et espérance, étude d'événements et étude de limites de probabilités. Construction d'une suite μ_n convergeant ponctuellement vers μ_X avec support fini de nombres premiers.

  4. Partie IVPartie IV, Probabilité de coprimalité et 1/ζ(k)(Q19-Q21)Très difficile

    Compétences en arithmétique (décomposition en produit de nombres premiers), probabilités (calculs, limites, …) et savoir réutiliser opportunément les résultats des parties précédentes. Conclusion : probabilité que k entiers ≤ n choisis au hasard soient premiers entre eux → 1/ζ(k).

Analyse globale du jury

« Sujet portant sur des points importants du programme MP. Le jury constate une nette baisse du niveau moyen des copies, le bon usage de notions de base (limite, équivalent, continuité, quantificateur) suffit à faire la différence. Le sujet en lui-même n'était pas particulièrement difficile ou original. Les conséquences de la crise sanitaire sur la formation des candidats pourraient être une explication conjoncturelle. Stratégie recommandée : traiter correctement plusieurs questions consécutives plutôt que survoler ; réussir 5a, 10b donnerait les clés des Parties I et II. Moyenne candidats français : 9,73/20 (σ=3,90) sur 1429 ; internationaux : 8,41/20 (σ=3,93) sur 456. »

Top pièges sanctionnés

  • Manipuler les termes généraux des séries (Q1b, 1c, 2b) sans justifier les opérations-2 pts

    « Trop de candidats ont manipulé les termes généraux des séries dans les questions 1b, 1c et 2b sans apporter de justification satisfaisante à ces opérations. »

  • Pas de majoration sur un compact, problèmes aux bornes, majorations uniformes mal posées (Q1d)-2 pts

    « La question 1d a été généralement mal traitée : pas de majoration sur un compact, problèmes aux bornes avec les majorations uniformes… »

  • Sommabilité double mal calculée (Q5a)-2 pts

    « Les calculs de sommabilité double comme ceux de la question 5a. »

  • Manipulation des séries entières mal maîtrisée (Q6, 7a, 7b)-2 pts

    « La manipulation des séries entières aux questions 6, 7a et 7b. »

  • Doubles passages à la limite mal justifiés (Q12d)-2 pts

    « Les doubles passages à la limite comme aux questions 12d. »

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Maths B X-ENS MP 2022 s'est déroulée en 4h, coefficient 7 à l'admissibilité Polytechnique. Sujet commun aux filières MP et MPI, parfois avec quelques questions optionnelles spécifiques.
Le sujet 2022 traitait de : Sujet en 4 parties autour de la fonction ζ de Riemann.
La moyenne brute s'est établie à 9.73/20, écart-type 3.9 sur 1429 candidats. Note jury : Candidats français : 9,73/20 (σ=3,90, n=1429). Internationaux : 8,41/20 (σ=3,93, n=456).

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Sujet en 4 parties. Le jury X-ENS rappelle systématiquement qu'il vaut mieux traiter en profondeur quelques parties plutôt que de survoler l'ensemble du sujet.
  • Partie I, Développement en série entière de x cotan(x) et valeurs de ζ (Q1-Q4 · moyen)
  • Partie II, Topologie de l'espace M(ℕ*) des mesures de probabilité (Q5-Q12 · dur)
  • Partie III, Densité et suite de lois approchantes (Q13-Q18 · dur)
  • Partie IV, Probabilité de coprimalité et 1/ζ(k) (Q19-Q21 · tres-dur)
Stratégie générale : 15 min de lecture intégrale + choix d'attaque, puis attaque ordonnée des parties où tu marques le plus de points proprement, avec justification systématique des hypothèses des théorèmes utilisés. X-ENS récompense la rédaction approfondie, pas le grappillage.

Conseils du jury

Pièges sanctionnés par le rapport

  • Manipuler les termes généraux des séries (Q1b, 1c, 2b) sans justifier les opérations : « Trop de candidats ont manipulé les termes généraux des séries dans les questions 1b, 1c et 2b sans apporter de justification satisfaisante à ces opérations. »
  • Pas de majoration sur un compact, problèmes aux bornes, majorations uniformes mal posées (Q1d) : « La question 1d a été généralement mal traitée : pas de majoration sur un compact, problèmes aux bornes avec les majorations uniformes… »
  • Sommabilité double mal calculée (Q5a) : « Les calculs de sommabilité double comme ceux de la question 5a. »
  • Manipulation des séries entières mal maîtrisée (Q6, 7a, 7b) : « La manipulation des séries entières aux questions 6, 7a et 7b. »
  • Doubles passages à la limite mal justifiés (Q12d) : « Les doubles passages à la limite comme aux questions 12d. »

Ressources

Téléchargements

Sujet officiel, corrigé Hadamard et rapport jury — tout en un endroit.

FAQ

Questions fréquentes — 2022

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Préparation X-ENS · Maths MP

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