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Annale · 2023★★★Niveau moyenSession du 21 avril 2023

Maths C X-ENS MP 2023, sujet, corrigé et rapport jury

Sujet en 4 parties : équations différentielles non linéaires (I), théorème de compacité d'Arzelà-Ascoli (II), théorème de Cauchy-Peano (III), inclusions différentielles (IV). Moyenne 9,8/20, σ=3,85. Sujet, corrigé Hadamard et synthèse rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

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Top piège du sujet

Survoler le sujet à la pêche aux points faciles

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.80

Médiane

9.8

Écart-type

3.85

Q1 (25%)

7.2

Q3 (75%)

12.4

Candidats présents

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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. Partie I : étude et résolution explicite de deux équations différentielles non linéaires (changements de fonction ramenant à des équations linéaires). Partie II : démonstration du théorème de compacité d'Arzelà-Ascoli. Partie III : démonstration du théorème de Cauchy-Peano (équations différentielles à coefficients continus) via schéma d'Euler et Arzelà-Ascoli. Partie IV : étude d'inclusions différentielles.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie I, Équations différentielles non linéaires(Q1-Q3)Niveau attendu

    Résolution explicite de deux EDO non linéaires via changements de fonction ramenant à des EDO linéaires. Argument d'analyse réelle pour borner la solution. Abordée par tous, jury très pointilleux sur la précision des inégalités strictes / larges.

  2. Partie IIPartie II, Théorème d'Arzelà-Ascoli(Q1-Q7)Difficile

    Démonstration de la compacité Arzelà-Ascoli via extractions diagonales (procédé de Cantor). Q6(b) contenait une erreur d'énoncé reconnue par le jury. Quantificateurs et négation propre exigés.

  3. Partie IIIPartie III, Théorème de Cauchy-Peano(Q1-Q7)Très difficile

    Schéma d'Euler avec bornes uniformes en N, application d'Arzelà-Ascoli, passage à la limite uniforme dans une intégrale (convergence uniforme + uniforme continuité sur compact). Question 7 quasi jamais traitée.

  4. Partie IVPartie IV, Inclusions différentielles(Q1-Q3)Très difficile

    Unicité des solutions maximales par argument de Gronwall, deux exemples d'application. Q3 contenait une erreur d'énoncé. Partie quasi non abordée par les candidats.

Analyse globale du jury

« Sujet relativement long, faisant appel à des notions et raisonnements variés et parfois difficiles d'analyse et topologie. Aucune copie n'est parvenue à résoudre entièrement le sujet. Quelques candidats d'excellent niveau ont traité quasi totalement les parties I à III. La partie IV n'a été abordée que superficiellement. Justifications d'inégalités strictes vs larges et d'interversion limites/intégrales souvent absentes ou incorrectes. Répondre correctement à la partie I + Q1-Q2 de la partie II permettait d'atteindre la moyenne. Traiter parfaitement les parties I et II permettait une très bonne note. Terminer la partie III assurait une des toutes meilleures notes. »

Top pièges sanctionnés

  • Survoler le sujet à la pêche aux points faciles-3 pts

    « Le jury souhaite rappeler aux candidats qu'ils ne peuvent pas espérer obtenir une bonne note s'ils se cantonnent aux questions les plus simples de chaque partie. Ceux qui ont pris ce parti n'ont guère été récompensés. »

  • Confondre équivalents et développements limités-2 pts

    « Dans ces questions, l'utilisation d'équivalents au lieu de développements limités s'est révélée périlleuse. »

  • Convergence simple suffit pour transmettre la continuité-2 pts

    « Dans la question 7 (a), de trop nombreux candidats ont, à tort, cru pouvoir déduire la continuité de g de la seule convergence simple de la suite de fonctions continues, sans utiliser son équicontinuité. »

  • Négation incorrecte dans un raisonnement par l'absurde-1 pts

    « Le jury a regretté de voir tant de copies écrire la négation de manière erronée, et a partiellement valorisé sa seule écriture sans erreur. »

  • Passages à la limite imposés sans justification-2 pts

    « De nouveau le jury a regretté de la voir si peu bien traitée, et au contraire de voir tant de passages à la limite imposés sans aucune justification. »

Source : Rapport du jury X-ENS · Maths MP, session 2023 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Maths C X-ENS MP 2023 (sigle officiel ULSR : Ulm option Info + ENS Lyon, Paris-Saclay, Rennes) s'est déroulée le vendredi 21 avril 2023 de 8h à 12h, coefficient 4 à l'admissibilité Polytechnique. Sujet commun aux filières MP et MPI.
Le sujet portait sur l'analyse réelle dense : équations différentielles non linéaires (partie I), théorème de compacité d'Arzelà-Ascoli (partie II), théorème de Cauchy-Peano via schéma d'Euler (partie III), et étude d'inclusions différentielles (partie IV). Le jury reconnaît deux erreurs d'énoncé, questions II.6(b) et IV.3, et présente ses excuses aux candidats ayant perdu du temps dessus.
La moyenne brute s'est établie à 9,8/20, écart-type 3,85. Notes étalées de 0 à 20/20. Membres du jury : François Bolley, Emeric Bouin, Didier Lesesvre, Pierre Lissy, Benoit Loisel, Vincent Perrollaz, Thomas Simon (correcteurs).

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Sujet en 4 parties. Le jury publie un barème explicite :
  • Partie I + Q1-Q2 de la partie II = note supérieure à la moyenne
  • Parties I et II parfaitement traitées = très bonne note
  • Partie III terminée avec succès = une des toutes meilleures notes
  • Partie IV = bonus pour les copies excellentes (partie quasi non abordée)
Gestion des 4 heures : 15 min de lecture, 1 h sur la partie I (résolution explicite des EDO non linéaires, soigner inégalités strictes vs larges), 1 h 30 sur la partie II (extractions diagonales, négation propre dans les raisonnements par l'absurde), 1 h sur la partie III si tu maîtrises Arzelà-Ascoli (bornes uniformes en N), 15 min de relecture.
Piège majeur sur la partie III : Q3 demandait que les bornes et constantes de Lipschitz soient uniformes en N, beaucoup ont vu que les fonctions étaient bornées et lipschitziennes sans mentionner l'uniformité, ce qui rendait la suite invalide.

Conseils du jury

Pièges sanctionnés par le rapport

  • Survoler le sujet à la pêche aux points faciles : « Le jury souhaite rappeler aux candidats qu'ils ne peuvent pas espérer obtenir une bonne note s'ils se cantonnent aux questions les plus simples de chaque partie. Ceux qui ont pris ce parti n'ont guère été récompensés. »
  • Confondre équivalents et développements limités : « L'utilisation d'équivalents au lieu de développements limités s'est révélée périlleuse. »
  • Convergence simple ne donne pas la continuité : « De trop nombreux candidats ont, à tort, cru pouvoir déduire la continuité de g de la seule convergence simple de la suite de fonctions continues, sans utiliser son équicontinuité. »
  • Négation erronée dans un raisonnement par l'absurde : « Le jury a regretté de voir tant de copies écrire la négation de manière erronée, et a partiellement valorisé sa seule écriture sans erreur. »
  • Place des quantificateurs : sanctionnée systématiquement dans toute la partie II.
  • Bornes non uniformes : Q3 partie III : « trop peu ont vérifié, voire mentionné, le fait crucial que les bornes et constantes de Lipschitz étaient uniformes en N ».

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2023

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Préparation X-ENS · Maths MP

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