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Annale · 2025★★★Niveau moyenSession du 14 avril 2025

Maths X-ENS PSI 2025, descente de gradient · M=9.96

Sujet Maths X-ENS filière PSI 2025 (sigle XUSR) en quatre parties autour de l'algorithme de descente de gradient utilisé en intelligence artificielle. Moyenne brute 9,96/20, écart-type 3,37. Sujet, top pièges et analyse Hadamard du rapport jury.

Mohamed K.

Mohamed K.

Centralien · MPSI puis MP · Recherche ML santé

Session 2025 :

MathsInformatiqueModelisationPhysique

Top piège du sujet

Arguments flous pour montrer le caractère borné (Q1-a)

Statistiques jury

Comment les candidats s'en sont sortis

Notes brutes officielles publiées par le jury — non harmonisées.

Moyenne

9.96

Médiane

10.0

Écart-type

3.37

Q1 (25%)

7.6

Q3 (75%)

12.3

Candidats présents

Comparaison

Comment ce sujet se compare aux autres

Moyenne en baisse de -0.18 par rapport à 2024 (9.96 vs 10.14). Écart-type stable (σ=3.37).

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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 quatre parties autour de l'algorithme de descente de gradient, intensément utilisé en intelligence artificielle. Préliminaires sur l'existence d'un minimiseur. Partie I : convergence rapide sous hypothèses fortes. Partie II : convergence sans dérivabilité. Partie III : descente proximale. Partie IV : passage en dimension quelconque, variante projetée. Le sujet se limite pour l'essentiel à la dimension 1.

Structure de l'épreuve

  1. Partie IPréliminaires, Existence d'un minimiseur(Q1-Q2)Niveau attendu

    Théorème des bornes atteintes sur X et synthèse sur R. Q1 souvent floue (caractère borné, synthèse sur R mal justifiée). Q2 plutôt bien traitée mais certaines copies tournent en rond.

  2. Partie IIPartie I, Convergence sous hypothèses fortes(Q3-Q9)Niveau attendu

    Convergence rapide. Q3-Q5 questions élémentaires bien traitées. Q7 calculs sans justification (alpha-convexe implique convexe), question rarement bien traitée.

  3. Partie IIIPartie II, Affaiblissement des hypothèses(Q10-Q12)Difficile

    Décroissance, construction d'intervalle stable, distinction de cas selon x0. Q11 distinguer x0 inférieur ou égal à 0, x0 supérieur ou égal à 1/tau, ou intermédiaire, très peu de copies l'ont vu.

  4. Partie IVPartie III, Descente de gradient proximale(Q13-Q19)Difficile

    Convexité, télescopage, série positive convergente, continuité de f', développements limités, Cauchy-Schwarz. Q18-c : confusion entre minimum et utilisation de la convexité de f.

  5. Partie VPartie IV, Variante projetée en dimension quelconque(Q20-Q33)Très difficile

    Tableau de variations détaillé, Cauchy-Schwarz strict. Q22-a presque jamais correctement faite. Q25-Q30 très rarement abordées. Le reste du sujet n'a presque pas été abordé.

Analyse globale du jury

« À l'évidence le sujet était très long avec de nombreuses questions à priori simples mais qui demandaient de la précision dans les arguments. Le jury a utilisé toute l'échelle des notes, allant de 0 à 20. La répartition des notes n'a pas révélé d'anomalies statistiques, ni phénomène de concentration ou de discontinuités avec une moyenne de 9,96 et un écart type de 3,37. »

Top pièges sanctionnés

  • Arguments flous pour montrer le caractère borné (Q1-a)-1 pts

    « Les arguments ont souvent été flous pour montrer le caractère borné. »

  • Synthèse sur R mal justifiée à partir du théorème des bornes atteintes sur X-1 pts

    « Le théorème des bornes atteintes est bien évoqué sur X mais la synthèse sur R tout entier a parfois été mal justifiée. »

  • Calculs sans justification (alpha-convexe implique convexe)-2 pts

    « Des copies avec des calculs sans aucune justification notamment le fait que alpha-convexe implique convexe. La question n'a été que très rarement bien traitée. »

  • Conclusion hâtive : f' s'annule en a, donc a est nécessairement un minimum (sans utiliser la convexité)-2 pts

    « De nombreux candidats ont affirmé que lorsque f' s'annulait en un point a alors nécessairement a était un minimum sans utiliser la convexité de f. »

  • Distinction de cas selon x0 omise-2 pts

    « Il s'agissait de bien distinguer les différentes situations selon que x0 inférieur ou égal à 0, x0 supérieur ou égal à 1/tau ou 0 inférieur strictement à x0 inférieur strictement à 1/tau : très peu de copies ont su le faire. »

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

Contexte

L'épreuve en quelques chiffres

L'épreuve Maths X-ENS PSI 2025 (sigle XUSR, Polytechnique + ENS Saclay/Rennes/Lyon) s'est déroulée le lundi 14 avril 2025, de 8h00 à 12h00. Durée 4 heures, coefficient 10 à Polytechnique. Sujet sur l'algorithme de descente de gradient, un sujet très contemporain, intensément utilisé en intelligence artificielle.

Pour éviter de perdre les candidats peu à l'aise avec les fonctions de plusieurs variables, le sujet se limitait pour l'essentiel à la dimension 1 (sauf la dernière partie). Trois parties indépendantes (I, II, III) plus une variante projetée en dimension quelconque (IV).

Stats officielles : moyenne 9,96/20, écart-type 3,37. Le jury a utilisé toute l'échelle des notes, de 0 à 20. La répartition est gaussienne, sans anomalie. Sujet jugé long mais accessible aux candidats rigoureux dans leur rédaction.

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Stratégie

Notre approche pour ce sujet

Le jury XUSR 2025 note explicitement : « le sujet était très long avec de nombreuses questions à priori simples mais qui demandaient de la précision dans les arguments ». Stratégie clé : traiter rigoureusement les 12-15 premières questions plutôt que survoler les 33 du sujet.

Si tu vises 9-12/20 (médiane à top 25%)

Concentre-toi sur les Préliminaires + Partie I (Q1-Q9). Soigne Q1, Q2 et la convexité de Q7, ces questions élémentaires différencient des dizaines de copies. Bien justifier le caractère borné, ne pas tomber dans le piège alpha-convexe implique convexe.

Si tu vises 14+ (top 10%)

Il faut traiter Partie III (Q13-Q19) et entamer rigoureusement Partie IV (Q20-Q24). Q11 est cruciale : distinguer 3 cas selon x0 (très peu l'ont vu). Q19 (stricte convexité de la norme) et Q24 (Cauchy-Schwarz) sont des points d'excellence rare.

Gestion des 4h : 30 min de lecture + cartographie du sujet, 1h30 sur Préliminaires + Partie I (rédaction soignée Q1-Q9), 1h sur Partie II + III (Q10-Q19, choix selon profil), 50 min sur Partie IV (Q20-Q24, viser quelques questions bien rédigées), 10 min de relecture. Sacrifier les questions Q25-Q33 (rarement abordées correctement) plutôt que la rédaction des parties précédentes.

Conseils du jury

Cinq conseils transversaux

  • Justifier toute affirmation, même triviale : le caractère borné, la synthèse de bornes atteintes sur R à partir de X, la convexité. Le jury sanctionne les arguments flous.
  • Ne pas confondre alpha-convexe et convexe : propriété distincte qui demande une démonstration spécifique. Les calculs sans justification sont sanctionnés.
  • Convexité de f doit être utilisée explicitement : quand f' s'annule en un point a, conclure que a est minimum nécessite la convexité (sinon c'est un point critique quelconque).
  • Distinguer les cas selon les paramètres : Q11 distinguait 3 cas selon x0 (inférieur ou égal à 0, supérieur ou égal à 1/tau, intermédiaire). Très peu l'ont vu.
  • Traiter intégralement quelques questions plutôt que survoler tout : la stratégie de papillonnage est explicitement déconseillée par le jury.

Ressources

Téléchargements

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

FAQ

Questions fréquentes — 2025

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Préparation X-ENS · Maths PSI

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