Flashcards : Mathématiques générales (85 cartes)

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1Question

Quand une fonction est-elle numérique à variable réelle ?

Réponse

Lorsque ses ensembles de départ et d’arrivée sont inclus dans ℝ.

2Question

Qu’est-ce que le domaine de définition DfD_f d’une fonction ?

Réponse

L’ensemble des réels xx pour lesquels f(x)f(x) a un sens.

3Question

Comment définir la limite de f en x₀ ?

Réponse

La valeur que f(x) approche autant que souhaité lorsque x est suffisamment proche de x₀.

4Question

Si f et g tendent vers l₁ et l₂, quelle est la limite de leur somme ?

Réponse

l₁ + l₂.

5Question

Si f et g tendent vers l₁ et l₂, quelle est la limite de leur produit ?

Réponse

l₁l₂.

6Question

Que conclure si g ≤ f ≤ h et si g et h tendent vers l ?

Réponse

f tend aussi vers l.

7Question

Quand deux fonctions f et g sont-elles équivalentes près de x₀ ?

Réponse

Lorsque f(x)/g(x) tend vers 1 quand x tend vers x₀.

8Question

Quelles conditions définissent une fonction paire ?

Réponse

Son domaine contient l’opposé de chaque élément et f(−x)=f(x)f(-x)=f(x).

9Question

Quelles conditions définissent une fonction impaire ?

Réponse

Son domaine contient l’opposé de chaque élément et f(−x)=−f(x)f(-x)=-f(x).

10Question

Quelle condition définit une fonction croissante sur II ?

Réponse

Pour x1>x2x_1>x_2 dans II, f(x1)≥f(x2)f(x_1)\ge f(x_2).

11Question

À quelle condition une fonction est-elle continue en x0x_0 ?

Réponse

Sa limite en x0x_0 est égale à f(x0)f(x_0).

12Question

Quelle est l’image d’un intervalle par une fonction continue sur cet intervalle ?

Réponse

Un intervalle.

13Question

Que garantit le théorème des valeurs intermédiaires si ff est continue sur [a,b][a,b] et f(a)f(b)<0f(a)f(b)<0 ?

Réponse

Il existe α∈]a,b[\alpha\in]a,b[ tel que f(α)=0f(\alpha)=0.

14Question

Que représente le taux de variation de ff entre x0x_0 et xx ?

Réponse

La pente de la droite passant par (x0,f(x0))\left(x_0,f(x_0)\right) et (x,f(x))\left(x,f(x)\right).

15Question

Comment définit-on la dérivée de ff en x0x_0 ?

Réponse

La limite finie du taux de variation lorsque xx tend vers x0x_0.

16Question

Quelle est la dérivée de xnx^n ?

Réponse

nxn−1.nx^{n-1}.

17Question

Quelle est la dérivée de exe^x ?

Réponse

ex.e^x.

18Question

Quelle est la dérivée du produit de deux fonctions dérivables $f$ et $g$ ?

Réponse

f′g+fg′.f'g+fg'.

19Question

Quelle est la dérivée de la composée $V\circ U$ en $x$ ?

Réponse

U′(x)V′(U(x)).U'(x)V'(U(x)).

20Question

Que devient une fonction lorsque sa dérivée est positive sur un intervalle ?

Réponse

Elle y est croissante.

21Question

Que peut-on conclure de la dérivabilité de f en x₀ concernant sa continuité ?

Réponse

f est continue en x₀.

22Question

Quel extremum local apparaît lorsque f′ s’annule en changeant de signe ?

Réponse

Un extremum local.

23Question

Qu’est-ce que le logarithme népérien ln ?

Réponse

L’unique primitive de x↦1xx\mapsto \frac{1}{x} sur ]0,+∞[]0,+\infty[ qui s’annule en 1.

24Question

Quelle bijection le logarithme népérien établit-il ?

Réponse

Une bijection de ]0,+∞[]0,+\infty[ vers R\mathbb{R}.

25Question

Quand log⁡a\log_a est-elle strictement décroissante ?

Réponse

Lorsque 0<a<10<a<1.

26Question

Quelle fonction est réciproque du logarithme népérien ?

Réponse

La fonction exponentielle x↦exx\mapsto e^x.

27Question

Quelle est la dérivée de xαx^\alpha sur ]0,+∞[]0,+\infty[ ?

Réponse

αxα−1\alpha x^{\alpha-1}.

28Question

Pour a > 1 et q réel, que vaut lim⁡x→+∞axxq\lim_{x\to+\infty}\frac{a^x}{x^q} ?

Réponse

+∞+\infty.

29Question

Pour a > 1, que vaut lim⁡x→+∞ln⁡xax\lim_{x\to+\infty}\frac{\ln x}{a^x} ?

Réponse

00.

30Question

Comment définit-on l’intégrale définie d’une fonction continue et positive sur [a,b] ?

Réponse

Comme la limite des sommes d’aires de rectangles lorsque leur largeur tend vers zéro.

31Question

Que représente géométriquement l’intégrale de f sur [a,b] ?

Réponse

L’aire sous la courbe de f, positive au-dessus de l’axe des abscisses et négative en dessous.

32Question

Quand F est-elle une primitive de f sur I ?

Réponse

Lorsque F est dérivable sur I et que F′(x)=f(x)F'(x)=f(x) pour tout x de I.

33Question

Comment diffèrent deux primitives d’une même fonction sur un intervalle ?

Réponse

Elles diffèrent d’une constante.

34Question

Comment calculer ∫abf(t) dt\int_a^b f(t)\,dt à partir d’une primitive F ?

Réponse

F(b)−F(a)F(b)-F(a)

35Question

Quelle formule exprime l’intégration par parties sur [a,b][a,b] ?

Réponse

∫abu′(t)v(t) dt=[u(t)v(t)]ab−∫abu(t)v′(t) dt.\int_a^b u'(t)v(t)\,dt=[u(t)v(t)]_a^b-\int_a^b u(t)v'(t)\,dt.

36Question

Quelle formule exprime le changement de variable par uu ?

Réponse

∫αβf(u(t))u′(t) dt=∫u(α)u(β)f(x) dx.\int_\alpha^\beta f(u(t))u'(t)\,dt=\int_{u(\alpha)}^{u(\beta)}f(x)\,dx.

37Question

Quelle forme générale définit une équation différentielle du premier ordre ?

Réponse

y′=f(t,y)y'=f(t,y).

38Question

Quelle relation obtient-on après intégration d’une équation à variables séparables ?

Réponse

F(y(t))=G(t)+cF(y(t))=G(t)+c.

39Question

Quand peut-on isoler yy après intégration d’une équation à variables séparables ?

Réponse

Lorsque FF est bijective.

40Question

Quelle forme définit une équation différentielle linéaire du premier ordre ?

Réponse

a(t)y′(t)+b(t)y(t)=c(t)a(t)y'(t)+b(t)y(t)=c(t), avec des coefficients continus sur un intervalle.

41Question

De quels éléments est composée toute solution d’une équation différentielle linéaire du premier ordre ?

Réponse

D’une solution particulière et d’une solution générale de l’équation homogène associée.

42Question

Comment s’écrit une équation différentielle linéaire du second ordre à coefficients constants ?

Réponse

ay′′(t)+by′(t)+cy(t)=f(t)ay''(t)+by'(t)+cy(t)=f(t), avec a,b,c∈Ra,b,c\in\mathbb{R} et a≠0a\ne0.

43Question

Quelle est l’équation caractéristique associée à une équation linéaire du second ordre ?

Réponse

ar2+br+c=0ar^2+br+c=0.

44Question

Comment calcule-t-on le discriminant de l’équation caractéristique ?

Réponse

Δ=b2−4ac\Delta=b^2-4ac.

45Question

Quelle forme prend la solution homogène si le discriminant est positif ?

Réponse

yH(t)=k1er1t+k2er2ty_H(t)=k_1e^{r_1t}+k_2e^{r_2t}, où r1r_1 et r2r_2 sont deux racines réelles distinctes.

46Question

Quelle forme prend la solution homogène si le discriminant est nul ?

Réponse

yH(t)=(k1t+k2)er0ty_H(t)=(k_1t+k_2)e^{r_0t}, où r0r_0 est la racine double.

47Question

Quelle forme prend la solution homogène si les racines sont α±iβ\alpha\pm i\beta ?

Réponse

yH(t)=eαt(k1cos⁡(βt)+k2sin⁡(βt))y_H(t)=e^{\alpha t}(k_1\cos(\beta t)+k_2\sin(\beta t)).

48Question

Que peut ajouter le domaine physique au domaine mathématique ?

Réponse

Des contraintes du phénomène, notamment x≥0x \ge 0.

49Question

Que contient le domaine mathématique d’une fonction ?

Réponse

Les valeurs où l’expression est définie.

50Question

Quelles formes peuvent représenter une fonction numérique à variable réelle ?

Réponse

Une expression analytique, un tableau, un graphe ou une courbe représentative.

51Question

Si f tend vers l₁ et g vers l₂ ≠ 0, vers quoi tend f/g ?

Réponse

Vers l₁/l₂.

52Question

À quoi sin x, tan x, 1 − cos x, eˣ − 1 et ln(1 + x) sont-ils équivalents près de 0 ?

Réponse

Respectivement à x, x, x²/2, x et x.

53Question

Pour quelles opérations les équivalents simplifient-ils directement les limites ?

Réponse

Les produits et les quotients.

54Question

Quelles conditions définissent une fonction périodique de période T>0T>0 ?

Réponse

x+Tx+T appartient à son domaine et f(x+T)=f(x)f(x+T)=f(x).

55Question

Quelles propriétés définissent une fonction monotone sur II ?

Réponse

Elle est croissante ou décroissante sur II.

56Question

Quelles opérations préservent la continuité en x0x_0, sous quelle condition pour le quotient ?

Réponse

La somme et le produit la préservent ; le quotient aussi si le dénominateur ne s’annule pas en x0x_0.

57Question

Quand la composée g∘fg\circ f est-elle continue en x0x_0 ?

Réponse

Si ff est continue en x0x_0 et gg en f(x0)f(x_0).

58Question

Quelle est l’équation de la tangente à la courbe de ff en x0x_0 ?

Réponse

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

59Question

Quand une fonction est-elle dérivable en x0x_0 ?

Réponse

Lorsque ses dérivées à droite et à gauche existent et sont égales.

60Question

Quelle formule donne la dérivée de la fonction réciproque sous les hypothèses indiquées ?

Réponse

(f−1)′(f(x0))=1f′(x0) (f^{-1})'(f(x_0))=\frac{1}{f'(x_0)}

61Question

Que signale f″(x₀)>0 si f′(x₀)=0 ?

Réponse

Un minimum local.

62Question

Quelle conclusion le théorème de Rolle garantit-il pour f′ ?

Réponse

Il existe au moins un c dans ]a,b[ tel que f′(c)=0.

63Question

Quelle égalité le théorème des accroissements finis garantit-il ?

Réponse

f(b)−f(a)=(b−a)f′(c)f(b)-f(a)=(b-a)f'(c) pour au moins un c dans ]a,b[.

64Question

Quelle est la première étape pour étudier les variations d’une fonction ?

Réponse

Déterminer son domaine.

65Question

Comment exprimer ln⁡(xy)\ln(xy) pour x,y>0x,y>0 ?

Réponse

ln⁡(x)+ln⁡(y)\ln(x)+\ln(y).

66Question

Comment définir log⁡a(x)\log_a(x) pour a>0a>0, a≠1a\ne1 et x>0x>0 ?

Réponse

ln⁡(x)ln⁡(a)\frac{\ln(x)}{\ln(a)}.

67Question

Comment exprimer axa^x avec l’exponentielle pour a>0a>0 ?

Réponse

ax=exln⁡(a)a^x=e^{x\ln(a)}.

68Question

Quelle forme définit une fonction puissance d’exposant α ?

Réponse

fα(x)=xαf_\alpha(x)=x^\alpha, où α peut être naturel, relatif ou réel.

69Question

Quand xαx^\alpha est-elle strictement croissante sur ]0,+∞[]0,+\infty[ ?

Réponse

Lorsque α>0\alpha>0.

70Question

Quand xαx^\alpha est-elle strictement décroissante sur ]0,+∞[]0,+\infty[ ?

Réponse

Lorsque α<0\alpha<0.

71Question

Pour α > 0, que vaut lim⁡x→+∞ln⁡xxα\lim_{x\to+\infty}\frac{\ln x}{x^\alpha} ?

Réponse

00.

72Question

Pour α > 0, que vaut lim⁡x→0+xαln⁡x\lim_{x\to0^+}x^\alpha\ln x ?

Réponse

00.

73Question

Quelle est la formule d’additivité de l’intégrale pour f et g ?

Réponse

∫ab(f+g)=∫abf+∫abg\int_a^b(f+g)=\int_a^b f+\int_a^b g

74Question

Quelle est la formule de l’intégrale d’un multiple scalaire de f ?

Réponse

∫abαf=α∫abf\int_a^b\alpha f=\alpha\int_a^b f

75Question

Comment s’écrit la relation de Chasles pour l’intégrale entre a et b ?

Réponse

∫abf(x) dx=∫acf(x) dx+∫cbf(x) dx\int_a^b f(x)\,dx=\int_a^c f(x)\,dx+\int_c^b f(x)\,dx

76Question

Quel changement de variable la règle de Bioche associe-t-elle à ω(−x)=ω(x)\omega(-x)=\omega(x) ?

Réponse

u=cos⁡x.u=\cos x.

77Question

Quel changement de variable la règle de Bioche associe-t-elle à ω(π−x)=ω(x)\omega(\pi-x)=\omega(x) ?

Réponse

u=sin⁡x.u=\sin x.

78Question

Quel changement de variable la règle de Bioche associe-t-elle à ω(π+x)=ω(x)\omega(\pi+x)=\omega(x) ?

Réponse

u=tan⁡x.u=\tan x.

79Question

En quelles parties se décompose toute fonction rationnelle selon son dénominateur ?

Réponse

Une partie entière polynomiale et des fractions simples associées aux facteurs linéaires ou quadratiques irréductibles.

80Question

Quelle formule donne la formule composée de Simpson pour nn pair ?

Réponse

Sn(f)=h3[f(a)+4∑i impairf(a+ih)+2∑i pairf(a+ih)+f(b)],h=b−an.S_n(f)=\frac{h}{3}\left[f(a)+4\sum_{i\,\mathrm{impair}}f(a+ih)+2\sum_{i\,\mathrm{pair}}f(a+ih)+f(b)\right],\quad h=\frac{b-a}{n}.

81Question

Quelle condition initiale accompagne l’équation dans un problème de Cauchy ?

Réponse

y(t0)=y0y(t_0)=y_0.

82Question

Sous quelle forme la variation de la constante cherche-t-elle une solution ?

Réponse

y(t)=λ(t)y1(t)y(t)=\lambda(t)y_1(t), où y1y_1 est une solution non nulle de l’équation homogène.

83Question

Quelle relation détermine λ\lambda dans la variation de la constante ?

Réponse

λ′(t)a(t)y1(t)=c(t)\lambda'(t)a(t)y_1(t)=c(t).

84Question

Quel degré chercher pour une solution particulière si c=0c=0 et b≠0b\ne0 ?

Réponse

Un polynôme de degré n+1n+1.

85Question

Quel degré chercher si c=b=0c=b=0 et a≠0a\ne0 ?

Réponse

Un polynôme de degré n+2n+2.

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1. Quel ensemble le domaine de définition DfD_f d’une fonction ff rassemble-t-il ?

2. Pour étudier une formule en tant qu’expression mathématique, son domaine admet des valeurs négatives, mais le phénomène modélisé exige une variable positive ou nulle. Comment distinguer les deux domaines ?

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