Flashcards : Mathématiques élémentaires — 73 cartes

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1Question

Comment s'écrit un nombre rationnel ?

Réponse

Un nombre rationnel s'écrit sous la forme pq\frac{p}{q} avec pZp\in\mathbb{Z} et qNq\in\mathbb{N}^*.

2Question

Pourquoi 2\sqrt{2} est-il irrationnel ?

Réponse

Parce qu'il représente la diagonale d'un carré de côté unité et n'appartient pas à Q\mathbb{Q}.

3Question

Qu'est-ce que la borne supérieure d'une partie non vide et majorée de R\mathbb{R} ?

Réponse

C'est son plus petit majorant, noté supA\sup A.

4Question

Que signifie que les nombres rationnels sont denses dans R\mathbb{R} ?

Réponse

Pour tout réel xx et tout ε>0\varepsilon>0, il existe un rationnel pq\frac{p}{q} tel que xpq<ε\left|x-\frac{p}{q}\right|<\varepsilon.

5Question

Qu'est-ce qu'une suite numérique ?

Réponse

Une suite numérique est une application de N\mathbb{N} vers R\mathbb{R}.

6Question

Quelle condition caractérise la convergence d'une suite (un)\left(u_n\right) vers \ell ?

Réponse

Pour tout ε>0\varepsilon>0, il existe NN tel que n>Nn>N implique unε|u_n-\ell|\leq\varepsilon.

7Question

Que garantit le théorème des gendarmes pour une suite vnv_n encadrée ?

Réponse

Si unvnwnu_n\leq v_n\leq w_n et unu_n et wnw_n convergent vers \ell, alors vnv_n converge vers \ell.

8Question

Que devient une suite croissante majorée ?

Réponse

Elle converge.

9Question

Que devient une suite croissante non majorée ?

Réponse

Elle tend vers ++\infty.

10Question

Que signifie unvnu_n \sim v_n pour deux suites ?

Réponse

Elles ont la même nature de convergence.

11Question

Que partagent deux suites équivalentes lorsqu'elles convergent ou tendent vers ±\pm\infty ?

Réponse

Elles ont la même limite.

12Question

Quelle est la forme générale d'un nombre complexe ?

Réponse

Un nombre complexe s'écrit z=a+ibz=a+ib avec (a,b)R2(a,b)\in\mathbb{R}^2.

13Question

Quelle est la valeur de i2i^2 dans les nombres complexes ?

Réponse

On a i2=1i^2=-1.

14Question

Comment s'exprime la somme de z=a+ibz=a+ib et z=a+ibz'=a'+ib' ?

Réponse

La somme vaut (a+a)+i(b+b)(a+a')+i(b+b').

15Question

Comment s'exprime le produit de z=a+ibz=a+ib et z=a+ibz'=a'+ib' ?

Réponse

Le produit vaut (aabb)+i(ab+ab)(aa'-bb')+i(ab'+a'b).

16Question

Comment définit-on le conjugué d'un complexe z=a+ibz=a+ib ?

Réponse

Le conjugué est z=aib\overline{z}=a-ib.

17Question

Comment s'exprime la partie réelle d'un complexe zz avec son conjugué ?

Réponse

On a Re(z)=z+z2\operatorname{Re}(z)=\frac{z+\overline{z}}{2}.

18Question

Comment s'exprime la partie imaginaire d'un complexe zz avec son conjugué ?

Réponse

On a Im(z)=zz2i\operatorname{Im}(z)=\frac{z-\overline{z}}{2i}.

19Question

Comment se calcule le module d'un complexe z=a+ibz=a+ib ?

Réponse

Le module est z=a2+b2|z|=\sqrt{a^2+b^2}.

20Question

Comment s'écrit un complexe non nul avec son argument θ\theta ?

Réponse

z=z(cosθ+isinθ)=zeiθz=|z|(\cos\theta+i\sin\theta)=|z|e^{i\theta}.

21Question

Qu'impose la règle sur l'argument du produit de deux complexes non nuls ?

Réponse

arg(zz)=arg(z)+arg(z) [2π]\arg(zz')=\arg(z)+\arg(z')\ [2\pi].

22Question

Qu'impose la règle sur l'argument du quotient de deux complexes non nuls ?

Réponse

arg(zz)=arg(z)arg(z) [2π]\arg\left(\frac{z}{z'}\right)=\arg(z)-\arg(z')\ [2\pi].

23Question

Combien de racines carrées possède un complexe non nul ?

Réponse

Il possède exactement deux racines carrées opposées.

24Question

Quelle est la formule des racines n-ièmes d'un complexe zz ?

Réponse

Zk=z1/nei(arg(z)/n+2kπ/n)Z_k=|z|^{1/n}e^{i(\arg(z)/n+2k\pi/n)} pour 0kn10\leq k\leq n-1.

25Question

Qu'est-ce qu'une fonction réelle ?

Réponse

Une application définie sur une partie de R\mathbb{R} à valeurs dans R\mathbb{R}.

26Question

Qu'impose la bijectivité d'une fonction f:IJf:I\to J ?

Réponse

Chaque élément de JJ a un unique antécédent dans II.

27Question

Quand une fonction est-elle convexe sur un intervalle ?

Réponse

Quand son graphe est en dessous de toute corde reliant deux points du graphe.

28Question

Sur quel intervalle la fonction logarithme ln\ln est-elle définie ?

Réponse

Sur ]0,+[]0,+\infty[.

29Question

Quelle bijection réalise la fonction logarithme ln\ln ?

Réponse

Une bijection croissante de ]0,+[]0,+\infty[ sur R\mathbb{R}.

30Question

Quelle relation caractérise la fonction exponentielle par rapport à ln\ln ?

Réponse

Elle est la réciproque de ln\ln.

31Question

Quelle propriété multiplicative vérifie la fonction exponentielle ?

Réponse

ex+y=exeye^{x+y}=e^xe^y.

32Question

Comment se comporte la fonction tangente sur ]π/2,π/2[]-\pi/2,\pi/2[ ?

Réponse

Elle réalise une bijection croissante sur R\mathbb{R}.

33Question

Quelle condition définit la limite d'une fonction ff en x0x_0 ?

Réponse

Pour tout ε>0\varepsilon>0, il existe η>0\eta>0 tel que xx0<η|x-x_0|<\eta implique f(x)<ε|f(x)-\ell|<\varepsilon pour xx0x\neq x_0.

34Question

Que dit le théorème des encadrements sur la limite d'une fonction ff ?

Réponse

Si f1(x)f(x)f2(x)f_1(x)\leq f(x)\leq f_2(x) et f1f_1 et f2f_2 tendent vers \ell, alors ff tend vers \ell.

35Question

Quelle est la limite classique de sinxx\frac{\sin x}{x} quand x0x\to0 ?

Réponse

La limite est égale à 1.

36Question

Quelle est la limite classique de ex1x\frac{e^x-1}{x} quand x0x\to0 ?

Réponse

La limite est égale à 1.

37Question

Quelle est la limite classique de ln(1+x)x\frac{\ln(1+x)}{x} quand x0x\to0 ?

Réponse

La limite est égale à 1.

38Question

Quand une fonction est-elle continue en x0x_0 ?

Réponse

Quand limxx0f(x)=f(x0)\lim_{x\to x_0}f(x)=f(x_0).

39Question

Que garantit la continuité d'une fonction sur un segment [a,b][a,b] ?

Réponse

Elle atteint un minimum et un maximum sur ce segment.

40Question

Qu'est-ce que le nombre dérivé de ff en x0x_0 ?

Réponse

C'est la limite du taux d'accroissement f(x0+h)f(x0)h\frac{f(x_0+h)-f(x_0)}{h} quand hh tend vers zéro.

41Question

Quelle est l'équation de la tangente au graphe de ff en (x0,f(x0))\left(x_0,f(x_0)\right) ?

Réponse

y=f(x0)(xx0)+f(x0)y=f'(x_0)(x-x_0)+f(x_0).

42Question

Quelle formule donne la dérivée d'une composée gfg\circ f en x0x_0 ?

Réponse

(gf)(x0)=g(f(x0))f(x0) (g\circ f)'(x_0)=g'(f(x_0))f'(x_0).

43Question

Quelle est la formule de la dérivée du produit de deux fonctions ff et gg ?

Réponse

(fg)=fg+fg (fg)'=f'g+fg'.

44Question

Quelle est la formule de la dérivée du quotient fg\frac{f}{g} quand g0g\neq0 ?

Réponse

(fg)=fgfgg2\left(\frac fg\right)'=\frac{f'g-fg'}{g^2}.

45Question

Que garantit le théorème des accroissements finis pour ff sur [a,b][a,b] ?

Réponse

Il existe c]a,b[c\in]a,b[ tel que f(b)f(a)=(ba)f(c)f(b)-f(a)=(b-a)f'(c).

46Question

Que vaut f(x0)f'(x_0) si ff admet un extremum local en x0x_0 ?

Réponse

f(x0)=0f'(x_0)=0.

47Question

Que signifie f(x0)<0f''(x_0)<0 pour un extremum local en x0x_0 ?

Réponse

C'est un maximum local.

48Question

Qu'est-ce qu'une primitive de ff sur un intervalle II ?

Réponse

C'est une fonction dérivable FF sur II telle que F(x)=f(x)F'(x)=f(x) pour tout x dans Ix\text{ dans }I.

49Question

Quelle forme ont toutes les primitives d'une même fonction sur un intervalle ?

Réponse

Elles sont de la forme F(x)+CF(x)+C avec CRC\in\mathbb{R}.

50Question

Quelle est la formule de l'intégration par parties ?

Réponse

u(x)v(x)dx=u(x)v(x)u(x)v(x)dx\int u(x)v'(x)\,dx = u(x)v(x) - \int u'(x)v(x)\,dx.

51Question

Quelle formule exprime le changement de variable en intégration ?

Réponse

f(u(x))u(x)dx=F(u(x))+C\int f(u(x))u'(x)\,dx = F(u(x)) + CFF est une primitive de ff.

52Question

Quelle condition implique que la limite de f(x)/g(x) égale celle de f′(x)/g′(x) ?

Réponse

Si f et g sont dérivables sur I, f(x₀)=g(x₀)=0, et la limite de f′(x)/g′(x) existe.

53Question

Quand une fonction dérivable est-elle convexe ?

Réponse

Quand sa dérivée est croissante.

54Question

Que signifie la convexité pour une fonction deux fois dérivable ?

Réponse

Sa dérivée seconde est positive.

55Question

Comment s'écrit toute primitive de f sur I si F est une primitive de f ?

Réponse

Toute primitive de f s'écrit F(x)+C avec C réel.

56Question

Quelle est la formule de la somme des primitives linéaires ?

Réponse

(f(x)+g(x))dx=f(x)dx+g(x)dx\int(f(x)+g(x))\,dx=\int f(x)\,dx+\int g(x)\,dx

57Question

Quelle est la formule de la linéarité des primitives pour un scalaire λ\lambda ?

Réponse

λf(x)dx=λf(x)dx\int \lambda f(x)\,dx=\lambda \int f(x)\,dx

58Question

Qu'est-ce qu'une fonction rationnelle ?

Réponse

Une fonction rationnelle est le quotient de deux polynômes réels avec un dénominateur non nul.

59Question

Quelle est la première étape pour intégrer une fonction rationnelle ?

Réponse

Diviser si le degré du numérateur est supérieur ou égal à celui du dénominateur.

60Question

Que fait-on après la division dans l'intégration d'une fonction rationnelle ?

Réponse

On factorise le dénominateur.

61Question

Comment se décompose tout polynôme réel non constant ?

Réponse

En facteurs linéaires réels et facteurs quadratiques irréductibles.

62Question

Quelle caractéristique ont les facteurs quadratiques irréductibles ?

Réponse

Ils ont un discriminant strictement négatif.

63Question

Quelle condition doit vérifier le degré du numérateur dans une fraction rationnelle pour la décomposition en éléments simples ?

Réponse

Le degré du numérateur doit être strictement inférieur à celui du dénominateur.

64Question

Quels types de facteurs utilise-t-on dans la décomposition en éléments simples ?

Réponse

Des puissances de facteurs linéaires et des puissances de facteurs quadratiques irréductibles.

65Question

Quels sont les numérateurs associés aux puissances des facteurs quadratiques irréductibles ?

Réponse

Des polynômes affines.

66Question

Quelle méthode utilise-t-on pour intégrer sinᵐx cosⁿx avec une puissance impaire ?

Réponse

On isole une puissance impaire de sin ou cos pour un changement de variable.

67Question

Que fait-on quand sinᵐx et cosⁿx ont des puissances paires ?

Réponse

On transforme les puissances en sommes de cosinus.

68Question

Quelle substitution est donnée par t=tan(x/2) ?

Réponse

Elle exprime cos x, sin x et dx en fonction de t.

69Question

Quelle est l'expression de cos x avec t=tan(x/2) ?

Réponse

cosx=1t21+t2\cos x=\frac{1-t^2}{1+t^2}

70Question

Quelle est l'expression de sin x avec t=tan(x/2) ?

Réponse

sinx=2t1+t2\sin x=\frac{2t}{1+t^2}

71Question

Quelle est l'expression de dx avec t=tan(x/2) ?

Réponse

dx=2dt1+t2dx=\frac{2\,dt}{1+t^2}

72Question

Quelle substitution permet d'intégrer sin2xcos3xdx\int\sin^2x\cos^3x\,dx ?

Réponse

On pose u=sinxu=\sin x.

73Question

Quel est le résultat de sin2xcos3xdx\int\sin^2x\cos^3x\,dx avec u=sin x ?

Réponse

sin3x3sin5x5+C\frac{\sin^3x}{3}-\frac{\sin^5x}{5}+C.

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