QCM : Introduction aux Suites et Probabilités — 24 questions

Questions et réponses du QCM

1. Qu’est-ce qui caractérise une suite arithmétique ?

Le rapport entre deux termes consécutifs est constant
La différence entre deux termes consécutifs est constante
La somme des termes successifs augmente selon une loi quadratique
Les termes deviennent tous égaux à partir d’un certain rang

La différence entre deux termes consécutifs est constante

Explication

Une suite arithmétique est définie par une différence successive constante. Le rapport constant, lui, caractérise une suite géométrique.

2. Si une suite géométrique de raison q vérifie -1<q<1, quelle est sa limite lorsque n tend vers l’infini ?

0
Elle n’admet pas de limite
+∞
1

0

Explication

Pour une suite géométrique de raison comprise strictement entre -1 et 1, les puissances q^n tendent vers 0. La divergence vers +∞ correspond au cas q>1.

3. Que peut-on conclure d’une suite U_n encadrée par V_n et W_n lorsque V_n et W_n convergent vers la même limite l ?

U_n diverge vers +∞
U_n converge aussi vers l
U_n a nécessairement la même monotonie que V_n
U_n converge vers 0

U_n converge aussi vers l

Explication

C’est le principe d’encadrement : si V_n ≤ U_n ≤ W_n et que V_n et W_n tendent vers la même limite, alors U_n tend vers cette même limite. La monotonie n’intervient pas ici.

4. Si V_n ≤ U_n et que V_n tend vers +∞, que peut-on dire de U_n ?

U_n reste bornée
U_n tend vers -∞
U_n tend vers +∞
U_n converge vers une limite finie

U_n tend vers +∞

Explication

Une suite majorée inférieurement par une suite qui diverge vers +∞ diverge elle aussi vers +∞. L’information sur V_n suffit ici à conclure.

5. Si une suite v_n converge vers l, que vaut la limite de sa moyenne arithmétique \((v_1+\cdots+v_n)/n\) ?

Elle n’existe pas forcément
0
v_1
l

l

Explication

C’est le théorème de Cesàro : si v_n converge vers l, alors la suite de ses moyennes arithmétiques converge aussi vers l. Cette propriété relie la suite et sa moyenne.

6. Dans une conversion par moyenne de Cesàro, que cherche-t-on à faire en réécrivant un terme sous forme de somme ?

Éliminer toute dépendance en n
Transformer une suite arithmétique en suite géométrique
Appliquer la convergence des moyennes pour obtenir une limite
Remplacer une suite convergente par une suite divergente

Appliquer la convergence des moyennes pour obtenir une limite

Explication

La conversion par moyenne consiste à réécrire une expression comme une somme afin d’utiliser le théorème de Cesàro. L’objectif est d’exploiter une moyenne dont la limite est connue.

7. Comment peut-on réécrire l’expression cos x - √3 sin x dans une forme trigonométrique décalée ?

Sous la forme d’un cosinus unique avec un décalage de phase
Sous la forme d’un produit de deux sinus
Sous la forme d’un logarithme de cosinus
Sous la forme d’une tangente de x

Sous la forme d’un cosinus unique avec un décalage de phase

Explication

Une combinaison linéaire de sinus et cosinus peut souvent se réécrire comme une seule fonction trigonométrique décalée. C’est précisément l’idée utilisée pour résoudre ce type d’équation.

8. Quelle est la valeur de \(\lim_{x\to 0}\frac{\ln(\cos 2x)}{\ln(\cos 3x)}\) ?

4/9
2/3
3/4
9/4

4/9

Explication

En utilisant les équivalents près de 0, on compare les termes dominants issus de cos(2x) et cos(3x). On obtient alors le rapport 4/9.

9. Pour la fonction définie par \(f(x)=\frac{\ln(1+x)-x}{x^2}\) pour x>0 et \(f(x)=ax+b\) pour x≤0, quelle condition assure la continuité en 0 ?

a = 0
b = -1/2
a = -1/2
b = 1/2

b = -1/2

Explication

Le développement de \(\ln(1+x)\) montre que \(\frac{\ln(1+x)-x}{x^2}\to -1/2\) quand x→0^+. La continuité en 0 impose donc b = -1/2.

10. Si F est une primitive de f et que F(0)=0, quelle est la dérivée de la fonction réciproque F^{-1} en 0 ?

F'(0)
1 / F'(0)
0
-F'(0)

1 / F'(0)

Explication

La dérivée de la fonction réciproque en 0 est l’inverse de la dérivée de F en 0, à condition que F soit bijective et dérivable. Comme F' = f, on peut aussi écrire 1/f(0).

11. Quelle propriété caractérise la suite géométrique de raison q lorsque -1<q<1 ?

Elle converge vers 0
Elle converge vers +∞
Elle reste constante
Elle oscille sans limite

Elle converge vers 0

Explication

Pour une suite géométrique de raison q avec -1<q<1, on a bien q^n→0. Les autres propositions correspondent à d’autres cas de raison ou à une suite constante.

12. Que déduit-on d’une suite définie par U_{n+1}=f(U_n) lorsque f est continue, que f(I) est inclus dans I, et que U_n converge vers l ?

La limite l vérifie f(l)=l
La suite est forcément arithmétique
La suite diverge nécessairement
La limite l vaut forcément 0

La limite l vérifie f(l)=l

Explication

Dans ce cadre d’itération, la limite éventuelle est un point fixe de f, donc elle vérifie f(l)=l. La continuité permet de passer à la limite dans la relation de récurrence.

13. Quelle intégrale vaut ln((e^2+1)/(2e)) ?

∫ de 1 à e de (e^{2x}-1)/(e^{2x}+1) dx
∫ de 1 à e de (e^{x}+1)/(e^{x}-1) dx
∫ de 0 à 1 de (e^{x}-1)/(e^{x}+1) dx
∫ de 1 à e de (e^{2x}+1)/(e^{2x}-1) dx

∫ de 1 à e de (e^{2x}-1)/(e^{2x}+1) dx

Explication

L’intégrale donnée dans la source se calcule à ln((e^2+1)/(2e)). Les autres expressions ne correspondent pas à ce résultat précis.

14. Quel résultat donne l’encadrement 0 ≤ I_n ≤ 1/2^n ?

I_n converge vers 0
I_n converge vers 1
I_n diverge vers +∞
I_n oscille sans limite

I_n converge vers 0

Explication

Comme 1/2^n tend vers 0, le théorème des gendarmes impose I_n→0. L’encadrement suffit donc à conclure à la convergence vers 0.

15. Si une suite (v_n) converge vers l, que vaut la limite de sa moyenne arithmétique (v_1+…+v_n)/n ?

Elle converge vers 0
Elle converge vers 1
Elle n’a pas forcément de limite
Elle converge vers l

Elle converge vers l

Explication

Le théorème de Cesàro affirme que la moyenne arithmétique d’une suite convergente converge vers la même limite. C’est précisément le lien utilisé dans le calcul des sommes.

16. Dans une méthode de conversion par moyenne, que fait-on le plus souvent avant d’appliquer Cesàro ?

On factorise par la raison géométrique
On dérive chaque terme de la suite
On réécrit un terme sous forme de somme
On remplace la suite par une équation différentielle

On réécrit un terme sous forme de somme

Explication

La conversion par moyenne consiste à transformer l’expression en somme de termes, afin d’appliquer ensuite la moyenne de Cesàro. Les autres propositions ne décrivent pas cette technique.

17. Quelle équation vérifient les solutions de 2z-1/(z+1)=z dans la source ?

z^2+z+1/2=0
z^2+1=0
z^2-z+1/2=0
z^2-z-1/2=0

z^2-z+1/2=0

Explication

L’équation est réécrite sous la forme z^2-z+1/2=0, ce qui permet d’obtenir les deux racines complexes indiquées. Les autres polynômes ne correspondent pas à la réduction donnée.

18. Que représente le module d’un nombre complexe ?

La distance du point image à l’origine
L’angle orienté avec l’axe réel
La pente de la droite associée
La partie réelle du nombre

La distance du point image à l’origine

Explication

Le module mesure la distance entre le point image et l’origine dans le plan complexe. L’argument, et non le module, décrit l’angle.

19. Quel est l’effet de la transformation z↦z^3 sur l’argument d’un nombre complexe non nul ?

Il est divisé par 3
Il devient toujours nul
Il est triplé modulo 2π
Il reste inchangé

Il est triplé modulo 2π

Explication

Pour z^3, l’argument est multiplié par 3 modulo 2π. C’est l’idée centrale utilisée pour regrouper les positions des racines de l’unité.

20. Si λ est une racine cubique de l’unité, quelle propriété vérifie-t-elle ?

arg(λ)=0
λ^3=1
|λ|=0
λ^2=1

λ^3=1

Explication

Une racine cubique de l’unité est, par définition, un nombre complexe dont le cube vaut 1. Son module vaut 1, mais son argument n’est pas forcément nul.

21. Comment vérifie-t-on qu’une droite est contenue dans un plan de l’espace ?

En comparant uniquement les coordonnées d’un seul point de la droite avec celles du plan
En calculant le déterminant formé par deux points de la droite et un point du plan
En remplaçant l’expression paramétrique de la droite dans l’équation du plan et en vérifiant que l’égalité est vraie pour tout paramètre
En montrant que la droite et le plan ont la même longueur de vecteur directeur

En remplaçant l’expression paramétrique de la droite dans l’équation du plan et en vérifiant que l’égalité est vraie pour tout paramètre

Explication

Pour montrer qu’une droite est incluse dans un plan, on substitue ses coordonnées paramétriques dans l’équation cartésienne du plan et on vérifie que l’identité est vraie pour tout paramètre. Le fait de tester un seul point ne suffit pas à prouver l’inclusion.

22. Que peut-on conclure si deux plans ont des vecteurs normaux colinéaires ?

Les deux plans sont perpendiculaires
Les deux plans se coupent selon une droite
Les deux plans sont parallèles
Les deux plans sont forcément confondus

Les deux plans sont parallèles

Explication

Deux plans dont les vecteurs normaux sont colinéaires ont la même direction normale, donc ils sont parallèles. Ils ne sont confondus que si leurs équations sont en plus compatibles.

23. Qu’est-ce qu’un tirage sans remise ?

Un tirage où l’on choisit plusieurs éléments simultanément sans ordre
Un tirage où l’élément choisi n’est pas replacé avant le tirage suivant
Un tirage où chaque élément a toujours la même probabilité à chaque étape
Un tirage où l’on remet systématiquement l’élément après chaque choix

Un tirage où l’élément choisi n’est pas replacé avant le tirage suivant

Explication

Dans un tirage sans remise, l’élément prélevé n’est pas remis dans l’ensemble avant les tirages suivants. Cela modifie les probabilités au cours de l’expérience, contrairement au tirage avec remise.

24. Dans quel cas une variable aléatoire suit-elle une loi binomiale ?

Lorsqu’on effectue des tirages sans remise dans une urne contenant plusieurs couleurs
Lorsqu’on additionne des résultats qui peuvent prendre n’importe quelle valeur réelle
Lorsqu’on compte le nombre de valeurs distinctes observées dans une population quelconque
Lorsqu’on répète un nombre fixé d’épreuves indépendantes à deux issues avec la même probabilité de succès

Lorsqu’on répète un nombre fixé d’épreuves indépendantes à deux issues avec la même probabilité de succès

Explication

Une loi binomiale modélise le nombre de succès obtenus lors de répétitions indépendantes d’une même épreuve à deux issues, avec probabilité de succès constante. Le tirage sans remise ne correspond pas à ce cadre général.

Révisez avec les flashcards

Mémorisez les réponses avec 24 flashcards sur Introduction aux Suites et Probabilités.

Suite arithmétique — différence constante ?

Oui, différence entre termes successifs constante.

Suite géométrique — rapport constant ?

Oui, rapport entre termes successifs constant.

Règle d’Alembert — limite suite ?

Limite donnée par le rapport $ rac{U_{n+1}}{U_n}$.

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