Une approche différente pour réussir sa Prépa

Page 1 sur 306Lecteur de document UniversityLib

Une approche différente pour réussir sa Prépa

Maths, Sciences, QCM preparation · course

Voir tous les documents en mathématiques

Une approche diff rente

pour r ussir sa Pr pa

Maths

M P S I

P C S I

P T S I

BCPST

e

n

n

a

e

r

i

m

e

r

P

Collection dirig e par Laurent Desmottes

Professeur en classes pr paratoires

Martine Arous-Latanicki

Professeur en classes pr paratoires

lesdelapr paMCQComposition : IndoLogic

Maquette int rieure : Nicolas Piroux

Maquette de couverture : Nicolas Piroux

www.hachette-education.com

HACHETTE LIVRE 2010, 43 quai de Grenelle 75905 Paris Cedex 15

ISBN : 978-2-01-1

81240 7

-

Tous droits de traduction, de reproduction et

dadaptation r serv s pour tous pays.

Le Code de la propri t intellectuelle nautorisant,

aux termes des articles L. 1224 et L. 1225, dune

part, que les copies ou reproductions strictement

r serv es lusage priv du copiste et non destin es

une utilisation collective , et, dautre part, que

les analyses et les courtes citations dans un but

dexemple et dillustration, toute repr sentation

ou reproduction int grale ou partielle, faite sans le

consentement de lauteur ou de ses ayants droit ou

ayants cause, est illicite .

Cette repr sentation ou reproduction, par quelque

proc d que ce soit, sans autorisation de l diteur

ou du Centre fran ais de lexploitation du droitde

copie (20, rue des Grands-Augustins 75006 Paris),

constituerait donc une contrefa on sanctionn e par les

articles 425 et suivants du Code p nal.

Introduction

Cet ouvrage sadresse tous les tudiants en 1 re ann e d tudes sup rieures

scientiques (classes pr paratoires et 1er cycle universitaire) d sirant tester loutil

QCM. Ils en d couvriront les nombreuses vertus .

" Par leur caract re ludique, les QCM sont une invitation permanente travailler,

et le faire avec enthousiasme.

" S par s en blocs ind pendants, les QCM se pr tent particuli rement des s quen-

ces de travail de courte dur e ( heure par exemple), propices une concentration

et une efcacit maximales.

" Nexigeant pas de r daction, les QCM renvoient n anmoins la n cessit de

r diger convenablement un brouillon pour aboutir la solution exacte.

" Les QCM confrontent imm diatement l tudiant une valuation sans concession.

Il ny a pas de r ussite approximative, aucune possibilit de biaiser : cest bon ou

cest faux !

" Les QCM, qui ne sont faciles quen apparence, renvoient aux fondamentaux

des programmes, la difficult quil y a finalement ma triser parfaitement des

questions de base, et la n cessit de retravailler constamment ces incontourna-

bles. Les QCM ont la vertu de secouer le cocotier.

" Les QCM poussent finalement l tudiant se remettre en cause dans ses pratiques,

et sinterroger sur la qualit , le plaisir et la gestion du temps, qui sont les

v ritables crit res de la r ussite aux concours.

v

Une grande partie des sujets propos s dans cet ouvrage reprennent, en les adaptant,

les annales des concours de recrutement de l cole Nationale de lAviation Civile

(ENAC) : concours EPL ( l ves Pilotes de Ligne) et concours ICNA (Ing nieurs du

Contr le de la Navigation A rienne).

Les questions ont t regroup es en QCM de 3 ou 4 questions, et class es en quatorze

chapitres th matiques, ce qui permet une utilisation r guli re de louvrage tout au

long de lann e, mesure de lavanc e du programme.

v

Chaque question propose 4 possibilit s de r ponse : A, B, C ou D.

Chaque question comporte exactement z ro, une ou deux r ponse(s) exacte(s).

chaque question, le candidat a donc le choix entre :

" s lectionner la seule r ponse quil juge bonne parmi A, B, C ou D;

" s lectionner les deux seules r ponses quil juge bonnes parmi A, B, C ou D;

" consid rer quaucune des r ponses propos es nest bonne.

3

sommaire

Introduction

Chapitre 1 : Complexes

" QCM 1 : Relations trigonom triques

" QCM 2 : Transformation du plan complexe

" QCM 3 : Interpr tation g om trique

" QCM 4 : quations complexes

Chapitre 2 : Fonctions usuelles

" QCM 1 : Fonction exponentielle

" QCM 2 : Fonctions trigonom triques

r ciproques

" QCM 3 : Calcul dune somme

" QCM 4 : Fonctions arg

" QCM 5 : Fonction d nie par morceaux

Chapitre 3 : quations diff rentielles

" QCM 1 : quation lin aire du 1er ordre

" QCM 2 : Raccordement

" QCM 3 : quation lin aire du 2nd ordre

" QCM 4 : Changement de variable

Chapitre 4 : G om trie du plan et de

lespace Courbes Coniques

" QCM 1 : Courbes param tr es

" QCM 2 : Autour de la cardio de

" QCM 3 : Inverse dune courbe

" QCM 4 : G om trie de lespace et coniques

70

72

74

76

Chapitre 5 : Applications Structures - - -

" QCM 1 : Injections surjections - bijections

" QCM 2 : D nombrement

" QCM 3 : Groupes et morphismes

" QCM 4 : Anneaux Corps - Arithm tique

96

97

99

100

4

3

7

nonc s

8

10

12

14

corrig s

corrig s

15

15

19

19

23

23

27

27

30

31

32

33

34

50

51

53

54

29

29

36

36

39

39

42

42

45

45

46

46

49

49

56

56

59

59

62

62

66

66

69

69

78

78

83

83

87

87

91

91

95

95

103

103

106

106

107

107

111

111

Chapitre 6 : Suites r elles et complexes

" QCM 1 : Suite r currente

" QCM 2 : Relation de comparaison

" QCM 3 : Suites produits

" QCM 4 : Bornes inf rieure et sup rieure

115

115

corrig s

corrig s

123

123

126

126

130

130

133

133

nonc s

116

117

119

121

Chapitre 7 : Limites Continuit D rivation

" QCM 1 : Limites et continuit sur un intervalle

" QCM 2 : D riv es n mes et prolongement

de fonctions

" QCM 3 : Accroissements nis

" QCM 4 : Convexit

Chapitre 8 : Espaces vectoriels

" QCM 1 : Sous-espaces vectoriels

" QCM 2 : Applications lin aires Noyau

136

137

139

140

156

et image

157

" QCM 3 : Endomorphisme de C ( , )

159

" QCM 4 : Endomorphismes solutions dune quation 161

Chapitre 9 : Polyn mes et fractions

rationnelles

" QCM 1 : Degr et racines

" QCM 2 : Polyn mes scind s

" QCM 3 : Polyn mes de Tchebychev

" QCM 4 : Espaces vectoriels et polyn mes

178

179

180

182

Chapitre 10 : Matrices D terminants

Syst mes

" QCM 1 : Ensemble de matrices Calcul de puissances 198

" QCM 2 : Matrices nilpotentes Changement de base 200

202

" QCM 3 : R solution dun syst me

203

" QCM 4 : Matrice dun endomorphisme

5

135

135

142

142

145

145

149

149

151

151

155

155

163

163

167

167

170

170

173

173

177

177

183

183

187

187

190

190

194

194

197

197

205

205

208

208

211

211

214

214

sommaire

Chapitre 11 : D veloppements limit s

Chapitre 11 : D veloppements limit s

217

217

nonc s

corrig s

corrig s

" QCM 1 : Prolongement par continuit ,

branches innies

" QCM 2 : D rivabilit et quation diff rentielle

" QCM 3 : Courbe param tr e

" QCM 4 : Formule de Taylor-Young

Chapitre 12 : Int gration

" QCM 1 : Existence et propri t s de lint grale

" QCM 2 : Int grale d pendant dun param tre

" QCM 3 : Int gration et alg bre lin aire

" QCM 4 : Fonction d nie par une int grale

218

220

221

223

240

242

244

245

Chapitre 13 : Fonctions deux variables

Int grales doubles

tude m trique des courbes

" QCM 1 : Fonction Cn - Extremum

" QCM 2 : quation aux d riv es dordre 2

" QCM 3 : Aires Int grales doubles

" QCM 4 : tude m trique des courbes

262

263

265

266

Chapitre 14 : Espaces vectoriels euclidiens

Transformations du plan

et de lespace

" QCM 1 : Produit scalaire et polyn mes

orthogonaux

" QCM 2 : Automorphismes orthogonaux de E

" QCM 3 : Isom tries et similitudes du plan

" QCM 4 : Isom tries de lespace

284

286

287

288

225

225

229

229

232

232

236

236

239

239

248

248

252

252

255

255

258

258

261

261

269

269

273

273

277

277

280

280

283

283

291

291

295

295

299

299

301

301

6

chapitre 1

Complexes

nonc s

corrig s

corrig s

" QCM 1 : Relations trigonom triques

" QCM 2 : Application du plan complexe

" QCM 3 : Interpr tation g om trique

" QCM 4 : quations complexes

8

10

12

14

15

15

19

19

23

23

27

27

7

nonc s

> QCM 1 Relations trigonom triques

(dapr s EPL 2008)

" Question 1

Parmi les assertions suivantes, lesquelles sont vraies ?

A

: co

(

(

(s 5(

(

s 5(s 5(

(

(

s 5

) =

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

16=

=

16=

=

co

co

+5

5

+5

+5

+

+

s

+

5

s

5

+

+

s

+

+

s

+

s

+

s

+

+

+

5

+ 5

+

+

+

c

c

c

c

c

c

os

B

: co

(

(

(s 5(

(

s 5(s 5(

(

(

s 5

) =

=

=

=

=

=

=

=

=

16=

16=

co

co

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

s

s

s

s

s

s

s

s

20

20

20

20

20

20

20

20

20

c

c

c

c

c

c

c

c

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

os

os

+

5

cos

C cos

10

=

5

5

5+5

5

5

5

5

8

D cos

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

10

=

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

5

8

8

8

8

8

8

8

ca

r

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

cos

c

c

Publicité

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

10

d

cos

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

3

" Question 2 (dapr s EPL 2008)

Soit n *. On cherche r soudre

r elle.

n

k

=

1

n

k

cos

(

2

k

) =

0

o est une inconnue

A Si est solution, alors

n

k

=

1

n

k

)

)k(

) (

(

sin (

)k =

2

n

2

.

B

n

k

=

1

n

k

s

cos

s

s

s

s

s

s

s

s

)k

(

(

)k

(

)k

(

)k

(

)k

(

)k

(

)

(

)

)k

)2(

(

)

)2(

(

)k

(

)k

(

)k

(

)

(

)

)2(

(

)k

(

k

k

k

k

k

=k

k

k

=k

k

=k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

c

c

c

c

c

c

c

c

c

c

n

n )

n(

n(

(

n(

n(

n(

n

n

nos

n

nos

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

cos

2

C Lensemble des solutions est

n

+

+

+

+

+

+

+

k

k

n

,

,

,

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

,

k

k

k

k

,

k

k

k

,

k

k

k

,

k

k

,

k

k

k

,

k

k

k

,

k

k

k

,

k

k

,

k

,

,

,

,

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

,

k

k

k

k

k

k

k

,

,

k

k

k

,

k

k

k

k

,

,

k

k

k

,

k

k

k

k

,

,

k

k

,

k

k

,

k

,

k

,

,

k

k

,

k

k

,

k

k

k

,

k

k

k

k

,

k

k

,

k

k

,

k

k

,

k

k

,

k

,

k

,

k

k

,

k

k

,

k

,

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

+

+

*

+

*

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

Publicité

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

+ *

*

+

*

+

+ *

*

+

+ *

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

+ *

*

+

+ *

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

+

*

2

2

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

k

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

k

k

k

.

D Il ny a pas de solution cette quation.

8

chapitre 1 : Complexes

nonc s

" Question 3 (dapr s ICNA 1990)

Soient U

(

,

h

) =

n

1

cos

+(

ph

)

et

V

(

,

h

) =

n

1

sin

+(

ph

)

, avec et h r els

0

non multiples de 2 . On note Z = U + iV.

p

=

)

)

h(

(

)

h,(

)

h(

) Z

h (

)

h(

A Z

h =

h

h,Z

Z

h,Z

,Z

h Z

Z

h Z

Z

Z

i

e

1

1

e

e

inh

ih

)

)

h(

)

(

(

)

h(

) U

h (

)

h(

C U

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

,

h

h

U

h,

U

U

h,

U

,

h,

h U

U

h U

U

U

,

,

,

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

=

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

V

2

2

,

h

,

h

h

h

h

h

h

h

h

h

,

h

h

h

,

h

h

,

h

,

,

,

,

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

,

h

h

,

h

,

,

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

h

,

,

,

,

h

h

,

h

h

,

h

,

h

,

h

h

h

p

=

0

(

)

)

h(

)

h,(

)

h(

) Z

Publicité

h (

)

h(

B Z

h =

h

h,Z

Z

h,Z

,Z

h Z

Z

h Z

Z

Z

i

e

sin

nh

2

h

2

sin

1

n

s

cos

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

(

)

)

h(

)

h,(

)

h(

)

h(

h =

h

h,U

U

D U

h,U

,U

h0U

U

h0U

U

h

U

U

s

s

h

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

s

sin

sh

sh

h

2

sin

nh

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

2

" Question 4 (dapr s ICNA 1990)

On pose A h

(

)

=

cos

(

ph

)

et

(

B h

)

=

n

p

=

1

p

sin

(

ph

)

.

n

p

=

1

)

)

(

)

U h(

( )A h( )A h =

)

U h(

)h

(

U h(

U h(

)

A A h U h

U h

,

=

U h

=

U h

U h h

=

)

)

,(

)

)h(

(

U h h(

)

U h(

( )A h( )A h =

B A h U h

C B h

( )B h( )B h =

dA

dh

( )h( )h

sin

D A h

( )A h( )A h =

h

1+

1n2

1n +2

2

n

2

h

2

sin

1

2

2

9

nonc s

> QCM 2 Application du plan complexe

(dapr s EPL 2006)

Le plan complexe est rapport un rep re orthonorm direct O u,

,

. On consi-

d re une transformation qui tout point m dafxe le nombre complexe non nul z,

associe le point M dafxe le nombre complexe Z v riant l quation :

v

Z

=

1

z

+2

2

z

(H)

" Question 1

On note z = r.ei la forme trigonom trique du complexe z.

A Z na pas toujours de forme trigonom trique.

B La forme trigonom trique de Z s crit

1

2

r

.

2

e i

C La forme trigonom trique de Z s crit 1

D La forme trigonom trique de Z s crit 1

+

1

2

r

1

2

r

e i .

2

e i .

2

" Question 2

La partie r elle de Z s crit :

A

1

2r

cos

(

2

)

B 1

+

1

2

r

(

cos

2

)

La partie imaginaire de Z s crit :

C sin(2 )

D

1

2r

(

sin

2

)

10

chapitre 1 : Complexes

nonc s

" Question 3

Soit Z un complexe, distinct de 1, repr sent sous forme cart sienne par le

nombre X + iY, o X et Y sont deux nombres r els. Pour un tel Z, on note z = x + iy

un complexe solution, sil en existe, de l quation (H). On a n cessairement :

A X ` 1 et Y ` 0

x

C x

x

x

x

2

2

2

2

y

y

y

y

y

=

=

X

1

)

)

Y2

2

Y 2

Y

Y

X

X

Y+

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

1X

Y

1X

X

X

(

B

2

2

2

2

2

2

x

x

x

x

x

x

x

x

x

2

2

2

2

2+

2

y

y

y

y+

+

y

y

y+

y

y

=

=

=

=

X

1

)

)

Y2

2

Y 2

Y

Y

X

X

Y+

X

Y

X

1X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

1X

Y

X

X

(

D 2

xy

=

Y

)

)

Y2

1 2

Y2

Y

X

X

Y+

X

Y

X

Y

X

Y

X

Y

X

1

Y

1X

X

X

Y

(

2

" Question 4

Soit Z un complexe non nul, distinct de 1, de forme trigonom trique Rei . Pour

un tel Z, on note z = rei un complexe solution, sil en existe, de l quation (H).

On a n cessairement :

A R ` 1 ou `0

B R ` 1 et `2 k , o k

C r

2

=

1

1 2

1 2

1 2

1 2

+

+

2R

2R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R cos

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

D r

2

=

1

2R

2R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

+

+

1 2

1 2

1 2

1 2

R cos

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

" Question 5

On suppose dans cette question que le poin...