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Annale · 2025★★★★★Très durSession du 24 avril 2025· 1 540 candidats

Maths D ENS Ulm MP 2025, sujet, corrigé et rapport jury

Démonstration de la formule de Brion (1988) sur les sommes de monômes indexées par les points entiers d'un polytope. 6 parties, 48 questions. 1540 copies, moyenne 5,91/20, σ=3,89. Sujet, corrigé Hadamard et synthèse rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

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Top piège du sujet

Stabilité par produit des fonctions quasi-polynomiales utilisée sans démo

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

5.91

Médiane

5.3

Écart-type

3.89

Q1 (25%)

3.5

Q3 (75%)

8.0

Candidats présents

1 540

sur 2 362 inscrits · 34.8% d'absents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne stable par rapport à 2024 (5.91 vs 5.94). Écart-type plus élevé (σ 3.53 → 3.89), notes plus dispersées. Effectif +5% (1465 → 1540 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

Démonstration de la formule de Brion (1988) qui exprime une somme de monômes indexée par les points entiers d'un polytope à l'aide d'une fraction rationnelle, généralisation en dimension supérieure de la formule de la somme géométrique. Preuve élémentaire (Beck & Robins, Computing the Continuous Discretely) basée sur la formule d'Euler ΣF(-1)^dim F = 1 sur les faces d'un polytope. Application au théorème d'Ehrhart : le nombre de points entiers dans kP est une fonction quasi-polynomiale de k.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPartie préliminaire, Fonctions quasi-polynomiales(1-4)Niveau attendu

    Définition, propriétés élémentaires, exemples. Q1-Q3 globalement bien réussies (espace vectoriel, unicité, périodicité). Q4 plus difficile : développement (1-ωx)^(-p) et stabilité par produit (souvent utilisée sans démo).

  2. Partie IIPartie 1, Décomposition d'un entier en parties(5-11)Difficile

    Le nombre P(n) de décompositions de n en somme de multiples de k entiers fixés. Q5 majoration P(n) ≤ (n+1)^k. Q6-Q8 utilisent fonction génératrice et décomposition en éléments simples. Q11 finale très peu réussie.

  3. Partie IIIPartie 2.1, Polytopes : enveloppe convexe des sommets(12-18)Difficile

    Définitions, équivalence polytope = enveloppe convexe d'un ensemble fini de points. Q12 propriétés des faces (souvent partiellement réussie). Q13 nombre fini de faces, existence d'un sommet (récurrence dimension). Q14 réciproque géométrique difficile.

  4. Partie IVPartie 2.2, Formule d'Euler(19-24)Très difficile

    Démonstration par théorie des valuations (Klain & Rota). Q19 polytopes de R sont les segments. Q20 délicate (P ∩ {xn = z} est polytope ou vide). Très peu abordée au-delà de Q22.

  5. Partie VPartie 2.3, Triangulations(25-28)Très difficile

    Tout polytope peut être triangulé en simplexes. Très peu abordée, réussite moyenne 1,3 % en moyenne, 5,6 % pour les 160 meilleures.

  6. Partie VIPartie 3, Polytope de Birkhoff(29-32)Difficile

    Étude du polytope des matrices bistochastiques, sommets = matrices de permutation (théorème de Birkhoff-Von Neumann). Q29-Q32 raisonnablement réussies par les bonnes copies. Sert d'illustration.

  7. Partie VIIParties 4 et 5, Fractions rationnelles, Brion, Ehrhart(33-48)Très difficile

    Développement des fractions rationnelles (4), séries d'Euler-Maclaurin sur cônes, théorème de Brion (5.2), théorème d'Ehrhart (5.3). Q33-Q36 partiellement traitées par les meilleures copies. Q39 et au-delà non abordées par la quasi-totalité.

Analyse globale du jury

« Sur 2362 inscrits, 1540 ont composé. Moyenne 5,91/20, écart-type 3,89, médiane 5,3. Note brute maximale possible 66,5 ; meilleure copie 31,9 (= 18/20 final). 157 admissibles Ulm avec moyenne 13,9/20 et plus mauvaise note admissible 6,7/20. Système bonus/malus de 1 point sur la note brute pour récompenser propreté et honnêteté. Barème explicite : préliminaire + partie 1 = 12,5/20 ; + partie 2.1 = 18,7/20 ; préliminaire + Q5-8 + Q12-14 = 11,6/20. Concepteur : Julien Marché. Coordinateur : Igor Kortchemski. »

Top pièges sanctionnés

  • Stabilité par produit des fonctions quasi-polynomiales utilisée sans démo-2 pts

    « Il est à souligner que, ici et dans la suite, de nombreuses copies ont utilisé sans le démontrer le fait (vrai, mais non trivial) qu'un produit de fonctions quasi-polynomiales était quasi-polynomial. Cela a été sanctionné. »

  • Confondre produit terme à terme et produit de Cauchy-2 pts

    « Cette stratégie de démonstration faisait intervenir des produits de Cauchy et non des produits termes à termes. De nombreuses copies sont passées à côté de cette difficulté. »

  • Cardinal de J0,n] mal calculé-1 pts

    « À noter le nombre important d'erreurs commises sur le nombre d'éléments de l'ensemble J0, n]. [Le cardinal de J0,n] n'est pas n.] »

  • Espace vectoriel sans non-vide-1 pts

    « Q.(1) Un espace vectoriel doit être non vide. »

  • Identifier coefficients sans vérifier que P et Q sont polynomes-1 pts

    « Q.(2) Un nombre conséquent de copies identifie les coefficients terme à terme sans faire attention au fait que P et Q ne sont pas des polynômes. »

  • Sauter étapes pour conclure une formule donnée-3 pts

    « Mentionnons que la formule attendue étant indiquée dans l'énoncé, certaines copies ont sauté des étapes dans le calcul pour conclure avoir obtenu le résultat obtenu, à partir de calculs intermédiaires ne suffisant pas pour conclure voire faux. Ceci a été fortement pénalisé dans la notation. »

Source : Rapport du jury X-ENS · Maths MP, session 2025 · PDF officiel ↗

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Maths D ENS Ulm MP 2025 (sigle officiel U) s'est déroulée en avril 2025 sur 6h. Coefficients officiels publiés par le jury : 37,5 % du total à l'admissibilité Ulm (épreuve dimensionnante), 6 % du total à l'admission Ulm (réduit par les oraux), coefficient 6 à l'admissibilité Polytechnique.
Le sujet proposait une démonstration de la formule de Brion (1988) qui exprime une somme de monômes indexée par les points entiers d'un polytope à l'aide d'une fraction rationnelle. Généralisation en dimension supérieure de la formule de la somme géométrique. Preuve élémentaire suivant Beck & Robins (Computing the Continuous Discretely) basée sur la formule d'Euler Σ_F(-1)^dim F = 1. Application au théorème d'Ehrhart sur les points entiers dans kP.
Sur 2362 inscrits, 1540 ont composé. La moyenne brute s'est établie à 5,91/20, écart-type 3,89, médiane 5,3. Note brute maximale possible 66,5 ; la meilleure copie a obtenu 31,9 points bruts (= 18/20 après transformation). Pour les 157 admissibles Ulm, la moyenne était de 13,9/20 et la plus mauvaise note admissible de 6,7/20. Un système de bonus/malus de 1 point bruts a été utilisé pour récompenser la propreté et l'honnêteté.
Membres du jury : Lino Benedetto, Jacques Darné, Apolline Louvet, Yann Palu, Matthieu Piquerez, Paul Thévenin (correcteurs), Julien Marché (concepteur et correcteur), Igor Kortchemski (coordinateur).

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Sujet en 6 parties (préliminaire + 5), 48 questions. Le jury 2025 publie un barème chiffré exceptionnel :
  • Préliminaire + Partie 1 parfaitement traitées = 12,5/20
  • Préliminaire + Partie 1 + Partie 2.1 = 18,7/20
  • Préliminaire + Q5-Q8 + Q12-Q14 = 11,6/20 (stratégie alternative)
  • Une moyenne-bonne copie traite Q1-Q3, éléments sur Q4-Q6, éléments sur Q9, Q12, Q13-Q16, Q19, Q20-Q21, Q25, Q33-Q34, Q36 = ~12,5/20
  • Une excellente copie traite en plus Q4 entièrement, parties de Q7 et Q10, Q22, partie 3, Q33-Q34, Q36 = ~16/20
Gestion des 6 heures : 30 min de lecture intégrale + appropriation des définitions (polytope, face, fonction quasi-polynomiale, fonction E_A). 1 h 15 sur le préliminaire (Q1-Q4 sécurisés). 2 h sur la partie 1 (Q5-Q10, en sautant Q11). 1 h 30 sur la partie 2.1 (Q12-Q18) ou la partie 3 Birkhoff (Q29-Q32) selon affinité géométrique. 45 min de relecture, propreté, vérifier que les inégalités sont strictes/larges au bon moment.
Piège stratégique : la partie 2.1 demande une intuition géométrique forte. Pour les candidats peu à l'aise avec les polytopes, basculer sur la partie 3 (Birkhoff) qui est une application concrète et élémentaire de la partie 2.1, ou sur la partie 4 (questions 33-34-36 valent 3 points et sont indépendantes du reste). Ne pas s'enliser sur Q14 ou Q17 si l'intuition géométrique manque.

Conseils du jury

Pièges sanctionnés par le rapport

  • Stabilité par produit utilisée sans démo : « de nombreuses copies ont utilisé sans le démontrer le fait (vrai, mais non trivial) qu'un produit de fonctions quasi-polynomiales était quasi-polynomial. Cela a été sanctionné. »
  • Produit terme à terme vs produit de Cauchy : « Cette stratégie de démonstration faisait intervenir des produits de Cauchy et non des produits termes à termes. »
  • Cardinal mal calculé : Q5 : « le cardinal de J0, n] n'est pas n. »
  • Espace vectoriel non vide oublié : Q1.
  • Sauter des étapes pour conclure une formule donnée : « certaines copies ont sauté des étapes dans le calcul pour conclure avoir obtenu le résultat obtenu, à partir de calculs intermédiaires ne suffisant pas pour conclure voire faux. Ceci a été fortement pénalisé dans la notation. »
  • Le grappillage ne paye pas : citation directe : « Le grappillage ne paie pas : traiter uniquement les parties faciles de nombreuses questions ne rapporte pas de points, voire est contre-productif. »
  • Soin de l'écriture pénalisé : « certaines réponses étaient illisibles, cela a en particulier pénalisé plusieurs bonnes copies. »

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2025

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