Flashcards : Préparation mathématique à l’ECS — 80 cartes

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1Question

Que doit-on faire avant d'utiliser un objet mathématique ?

Réponse

Il faut déclarer l'objet mathématique en précisant sa nature.

2Question

Comment doit être rédigée une démonstration mathématique ?

Réponse

Elle doit être rédigée en phrases complètes.

3Question

Que ne doit-on pas utiliser comme abréviations dans une démonstration ?

Réponse

Les quantificateurs et les symboles d’implication et d’équivalence.

4Question

Que signifie le quantificateur universel ∀ ?

Réponse

Il signifie « pour tout ».

5Question

Que signifie le quantificateur existentiel ∃ ?

Réponse

Il signifie « il existe ».

6Question

Qu'indique la convergence d'une suite réelle vers zéro ?

Réponse

Pour tout ε>0, il existe un N tel que pour tout n≥N, |u_n|≤ε.

7Question

Quelles sont les deux étapes pour démontrer une propriété par récurrence ?

Réponse

L'initialisation et l'hérédité.

8Question

Que faut-il montrer pour prouver l'hérédité en récurrence ?

Réponse

Que P_n entraîne P_{n+1}.

9Question

Par quoi commence une récurrence sur les entiers naturels non nuls ?

Réponse

Par la vérification de P_1.

10Question

Quelle somme est égale à \(\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}\) pour tout entier naturel non nul ?

Réponse

La somme des carrés de 1^2 à n^2.

11Question

Qu'est-ce qu'une récurrence forte ?

Réponse

Une démonstration de P_{n+1} en supposant vraies toutes P_0 à P_n.

12Question

Qu'impose un raisonnement par l'absurde au début ?

Réponse

La négation de la propriété à établir.

13Question

Que montre la preuve de l'irrationalité de √2 sur p et q ?

Réponse

Que p et q sont tous deux pairs.

14Question

Quelle est la première étape d'un raisonnement par analyse-synthèse ?

Réponse

Déterminer les propriétés nécessaires d'une solution éventuelle.

15Question

Quelle est la deuxième étape d'un raisonnement par analyse-synthèse ?

Réponse

Vérifier quelles solutions candidates satisfont le problème initial.

16Question

Comment se décompose toute fonction réelle f ?

Réponse

En une fonction paire et une fonction impaire de manière unique.

17Question

Quelle est la formule de la fonction paire p(x) associée à f ?

Réponse

p(x) = (f(x) + f(-x)) / 2.

18Question

Quelles fonctions dérivables vérifient f(x+y) = f(x) + f(y) ?

Réponse

Les fonctions linéaires f(x) = ax avec a réel.

19Question

Quelle est la formule de la somme des entiers de 1 à n ?

Réponse

La somme vaut n(n+1)/2.

20Question

Quelle formule donne la somme géométrique pour a≠1 ?

Réponse

La somme est (a^(n+1)-1)/(a-1).

21Question

Qu'est-ce qu'une somme télescopique ?

Réponse

C'est une somme où a_n = b_{n+1} - b_n et la somme vaut b_{n+1} - b_0.

22Question

Quelle est la valeur de la somme ∑_{k=1}^n 1/(k(k+1)) ?

Réponse

Cette somme vaut 1 - 1/(n+1).

23Question

Vers quelle valeur tend la somme ∑_{k=1}^n 1/(k(k+1)) quand n→+∞ ?

Réponse

Elle tend vers 1.

24Question

Comment est définie la factorielle pour n≥1 ?

Réponse

n! = 1 × 2 × ... × n.

25Question

Quelle est la valeur conventionnelle de 0! ?

Réponse

Par convention, 0! = 1.

26Question

Quelle formule exprime les coefficients binomiaux ?

Réponse

Ils sont donnés par n!/(m!(n-m)!).

27Question

Quelle est la formule de cos(x+y) en trigonométrie ?

Réponse

cos(x+y)=cos x cos y - sin x sin y.

28Question

Quelle est la formule de sin(x+y) en trigonométrie ?

Réponse

sin(x+y)=sin x cos y + sin y cos x.

29Question

Quelle est la formule de cos(2x) en trigonométrie ?

Réponse

cos(2x)=2 cos² x - 1 = 1 - 2 sin² x.

30Question

Quelle est la formule de sin(2x) en trigonométrie ?

Réponse

sin(2x)=2 sin x cos x.

31Question

Comment s'écrit la forme trigonométrique d'un nombre complexe non nul ?

Réponse

z = r e^{iθ} avec r > 0 et θ réel.

32Question

Quelle relation lie le module et le conjugué d'un nombre complexe z ?

Réponse

|z|² = z × conjugué de z.

33Question

Que comprend le programme étudié sur les nombres complexes ?

Réponse

La représentation géométrique et la résolution d'équations du second degré à coefficients réels.

34Question

Quelles règles faut-il maîtriser pour manipuler une inégalité ?

Réponse

Les règles de signe et la factorisation.

35Question

Quelle inégalité donne la moyenne géométrique et arithmétique pour x,y≥0 ?

Réponse

√(xy) ≤ (x+y)/2.

36Question

Comment se calcule le discriminant d'un trinôme ax²+bx+c ?

Réponse

Δ = b² - 4ac.

37Question

Que signifie un discriminant nul pour un trinôme ?

Réponse

Il possède une racine réelle double -b/(2a).

38Question

Que signifie un discriminant positif pour un trinôme ?

Réponse

Il a deux racines réelles distinctes.

39Question

Que signifie un discriminant négatif pour un trinôme ?

Réponse

Il a deux racines complexes conjuguées non réelles.

40Question

Quelle relation existe entre les racines x₁,x₂ et les coefficients d'un trinôme ?

Réponse

x₁+x₂ = -b/a et x₁x₂ = c/a.

41Question

Comment est le signe d'un trinôme quand a>0 et Δ>0 ?

Réponse

Positif hors des racines, négatif entre elles.

42Question

Quelle est la somme des racines d'un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

Réponse

La somme est - rac{b}{a}.

43Question

Quel est le produit des racines d'un trinôme ax2+bx+cax^2+bx+c ?

Réponse

Le produit est rac{c}{a}.

44Question

Que signifie c/a>0c/a>0 pour les racines réelles du trinôme ?

Réponse

Les racines réelles ont le même signe.

45Question

Quel est le signe commun des racines si c/a>0c/a>0 ?

Réponse

Le signe commun est celui de b/a-b/a.

46Question

Que déduit-on si c/a<0c/a<0 pour les racines du trinôme ?

Réponse

Les racines réelles sont de signes opposés.

47Question

Que vaut le trinôme si a>0a>0 et riangle>0 riangle>0 ?

Réponse

Il est strictement positif sauf en ses racines où il s'annule.

48Question

Comment est le trinôme si a>0a>0 et riangle<0 riangle<0 ?

Réponse

Il est strictement positif sur tout extbfR extbf{R}.

49Question

Comment se comporte le trinôme si a>0a>0 et riangle=0 riangle=0 ?

Réponse

Il est positif partout et s'annule en une racine double.

50Question

Quelle est la formule de la dérivée d'une composée g∘f ?

Réponse

(g∘f)'(x) = g'(f(x)) × f'(x).

51Question

Quelle formule donne la dérivée d'un produit uv ?

Réponse

(uv)' = u'v + uv'.

52Question

Quelle formule donne la dérivée d'un quotient u/v ?

Réponse

(u/v)' = (u'v - uv') / v².

53Question

Quelles fonctions usuelles peut-on dériver grâce aux dérivées composées ?

Réponse

Les polynômes, racine carrée, logarithme, exponentielle et trigonométriques.

54Question

Que représente f′(a) lorsque f est dérivable ?

Réponse

La pente de la tangente au graphe de f au point d’abscisse a.

55Question

Quelle est l'équation de la tangente au graphe de f au point a ?

Réponse

y = f(a) + f'(a)(x - a).

56Question

Quelle formule donne la méthode de Newton pour xₙ+1 ?

Réponse

xₙ+1 = xₙ - f(xₙ)/f'(xₙ).

57Question

Quelle étape suit la détermination du signe de la dérivée d'une fonction ?

Réponse

On en déduit les variations de la fonction.

58Question

Comment utilise-t-on le tableau de variations pour l'équation f(x)=λ ?

Réponse

Il sert à compter et positionner les solutions de f(x)=λ.

59Question

Sur quels intervalles la fonction f(x)=x⁵−5x est-elle strictement croissante ?

Réponse

Elle est strictement croissante sur ]−∞,−1] et [1,+∞[.

60Question

Sur quel intervalle la fonction f(x)=x⁵−5x est-elle strictement décroissante ?

Réponse

Elle est strictement décroissante sur [−1,1].

61Question

Quelle est la formule de la suite de Newton pour la racine carrée de a>0 ?

Réponse

u_{n+1} = ½ (u_n + a/u_n).

62Question

Vers quelle valeur converge la suite de Newton pour la racine carrée ?

Réponse

Elle converge vers √a.

63Question

Quelle est l'inégalité exponentielle fondamentale pour tout réel x ?

Réponse

e^x ≥ x + 1.

64Question

Quand l'égalité e^x = x + 1 est-elle vérifiée ?

Réponse

Uniquement si x = 0.

65Question

Quelles méthodes peut-on utiliser pour calculer une limite à l'infini ?

Réponse

On peut utiliser opérations sur limites, encadrement, taux de variation, croissances comparées, factorisation, forme exponentielle.

66Question

Quelle est la limite de P(x)/Q(x) en +∞ si deg(Q) > deg(P) ?

Réponse

La limite vaut 0.

67Question

Que vaut la limite de P(x)/Q(x) en +∞ si deg(P) = deg(Q) ?

Réponse

La limite vaut le rapport des coefficients dominants aₚ/b_q.

68Question

Que donne la définition de la dérivée en termes de limite ?

Réponse

Le quotient (f(x)-f(a))/(x-a) tend vers f'(a) quand x tend vers a.

69Question

Quelle est la limite de (e^x - 1)/x quand x tend vers 0 ?

Réponse

Cette limite vaut 1.

70Question

Quelle est la limite de sin(x)/x quand x tend vers 0 ?

Réponse

Cette limite vaut 1.

71Question

La fonction sin(1/x) a-t-elle une limite en 0 ?

Réponse

Non, elle n'a pas de limite en 0.

72Question

Quelle est la limite de sin(1/x) quand x tend vers +∞ ?

Réponse

La limite vaut 0.

73Question

Qu'est-ce qu'une primitive F d'une fonction f sur un intervalle ?

Réponse

F vérifie F′=f sur cet intervalle.

74Question

Quelle fonction est une primitive de f si f est continue ?

Réponse

La fonction x↦∫_a^x f(t) dt est une primitive de f.

75Question

Quelle est la primitive de x^α sur R₊* pour α≠−1 ?

Réponse

C'est (x^(α+1))/(α+1)+C.

76Question

Quelle est la primitive de 1/x sur R₊* ?

Réponse

C'est ln(x)+C.

77Question

Comment s'exprime la linéarité de l'intégrale pour f et g ?

Réponse

∫_a^b (f+g) = ∫_a^b f + ∫_a^b g.

78Question

Comment s'exprime la linéarité de l'intégrale pour λ et f ?

Réponse

∫_a^b λf = λ ∫_a^b f.

79Question

Quelle inégalité relie ∫_a^b f(t) dt et ∫_a^b g(t) dt si f(t) ≤ g(t) sur [a,b] ?

Réponse

Alors ∫_a^b f(t) dt ≤ ∫_a^b g(t) dt.

80Question

Quelle est la forme intégrale de l'inégalité triangulaire ?

Réponse

|∫_a^b f(t) dt| ≤ ∫_a^b |f(t)| dt.

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1. Dans quel ordre faut-il introduire et utiliser un objet mathématique dans une démonstration ?

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