Correction de l'épreuve de Mathématiques ENSAM 2021

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(Rappel du barème ENSAM : +2 pts par réponse juste, 0 pt par réponse fausse ou absence de réponse)

Q01
Soit a un réel. On considère la suite \( (X_n)_{n \in \mathbb{N}} \) telle que : \( X_{n+1} = \frac{2}{3}X_n + \frac{1}{3}a^2 \) et \( X_0 = 0 \).
En étudiant la nature de la suite \( (Y_n)_{n \in \mathbb{N}} \) de terme général \( Y_n = X_n - a^2 \), la limite de \( (X_n) \) vaut :
Q02
La suite \( (u_n)_{n \in \mathbb{N}} \) définie par : \( u_0 = 3 \) et \( \forall n \in \mathbb{N}, u_{n+1} = \frac{u_n - 2}{2u_n - 1} \) :
Q03
\( \lim_{n \to +\infty} \left( \frac{1}{1 \times 2 \times 3} + \frac{1}{2 \times 3 \times 4} + \dots + \frac{1}{n(n+1)(n+2)} \right) =\)
Q04
On suppose que le plan complexe est muni d'un repère orthonormé. Soient A(a), B(b) et C(c) trois points non alignés. Une condition suffisante pour que le triangle (ABC) soit équilatéral est :
Q05
Soient \( (a, b) \in \mathbb{C}^2 \) et \( j = e^{i\frac{2\pi}{3}} \). Quelles sont les solutions complexes de l'équation \( z^3 - 3abz + a^3 + b^3 = 0 \) ?
Q06
Soient \( z_1, z_2 \) et \( z_3 \) les solutions dans \( \mathbb{C} \) de l'équation \( z^3 - (6+3i)z^2 + (9+12i)z - 9(2+3i) = 0 \).
On pose \( L = z_3 - z_2 \). Sachant que \( z_1 \) est un imaginaire pur, que vaut \( L \) ?
Q07
P et Q deux assertions. Quelle est l'assertion toujours fausse (que P, Q soient vraies ou fausses) ?
Q08
Soit l'opérateur logique \( \nabla \) définit pour deux assertions P et Q par :
\( P \nabla Q \Leftrightarrow \) une et seulement une des deux assertions P ou Q est vraie. Choisir la bonne réponse :
Q09
Soit P un polynôme qui admet au moins n racines distinctes strictement supérieures à 1. Alors le polynôme \( Q(x) = (x^2+1)P(x)P'(x) + x((P(x))^2 + (P'(x))^2) \) admet au moins m racines réelles distinctes où :
Q10
Soit \( F_m(x) = \frac{x+3}{(x+m)(x+2)^2} \) où m est un paramètre réel. Soient a, b et c trois réels tels que \( F_m(x) = \frac{a}{x+m} + \frac{b}{x+2} + \frac{c}{(x+2)^2} \). Choisir la bonne réponse :
Q11
Soient \( A(X) = X^6 - 7X^5 + 10X^4 + 5X^3 - aX^2 + 5 \) et \( B(X) = X^3 - 5X^2 + b \) où a et b deux réels. Soit \( A = BQ + R \) la division euclidienne de A par B. Choisir la bonne réponse :
Q12
Soit f la fonction définie sur \( \mathcal{D}_f \) par \( f(x) = \ln(x + \sqrt{1+x^2}) \). Choisir la bonne réponse :
Q13
Soit la fonction définie par \( f(x) = \ln(\varepsilon x + \sqrt{2x^2 + 4}) \) où \( \varepsilon \) est un paramètre réel. Le point (0, \(\ln 2\)) est un centre de symétrie de la courbe de f si et seulement si :
Q14
On considère la fonction f définie par \( f(x) = x \ln|e^x - 1| \). Choisir la mauvaise réponse :
Q15
Soit \( f : ]-\alpha, \alpha[ \setminus \{0\} \to \mathbb{R} \) une fonction où \( \alpha \in \mathbb{R}^{*+} \). Choisir la mauvaise réponse :
Q16
On pose \( L = \lim_{x \to +\infty} (\sqrt{x+\sqrt{x+\sqrt{x}}} - \sqrt{x}) \). Choisir la bonne réponse :
Q17
La fonction définie par \[ f(x) = \begin{cases} e^{-1/x} & \text{si } x > 0 \\ 0 & \text{si } x \le 0 \end{cases} \]
Q18
Calculer \( I = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{\cos x - \sin x}{\cos x + \sin x} dx \)
Q19
Calculer \( \lim_{x \to 0^+} \left( \int_{0}^{x} e^{t^2} dt \right)^{\frac{1}{x^2}} \)
Q20
Calculer \( \lim_{x \to +\infty} \int_{x}^{2x} \frac{dx}{\sqrt{t^4+1}} \)
Q21
Soit \( (u_n) \) une suite définie par : \( u_n = \int_{0}^{\frac{\pi}{4}} \frac{\sin^n(x)}{\cos^2(x)} dx \). Choisir la bonne réponse :
Q22
Le nombre de solutions de l'équation \( \sin(3x)\cos(x) + \sin(x)\cos(3x) = -1/2 \) sur l'intervalle \([-3, 2]\) est :
Q23
Soit A et B deux événements tels que \( P(A) = P(B) = \frac{1}{4} \) et \( P(A \cup B) = \frac{3}{8} \). Alors \( P_{\bar{B}}(\bar{A}) \) vaut :
Q24
Un candidat se présentant au concours des ENSAM 2021 décide de se baser uniquement sur le hasard. Il choisit, alors, les réponses au hasard et d'une manière indépendante l'une à autre. La probabilité de donner un nombre de réponses correctes au moins égale au nombre de réponses fausses vaut :
Q25
On pose \( L_2 = \lim_{x \to 1} (x-1)\tan\left(\frac{\pi}{2x}\right) \). Choisir la meilleure approximation de \( L_2 \) :
Q26
Soit la figure ci-contre, où la courbe P est une parabole d'équation \( y = mx^2 \), avec \( m > 0 \). A et B sont deux points d'abscisse respectivement a et b (\( a < b \)). Soit \( A_D \) l'aire du domaine hachuré (compris entre la courbe P et le segment [AB]). Choisir la bonne réponse :
Figure Parabole
Q27
Donner le déterminant du système (S) :
\[ (S) : \begin{cases} X + 3Y + 2mZ = -1 \\ -X + (1-2m)Y + 2Z = 2 \\ 2X + 3Y + mZ = 3 \end{cases} \]
Q28
Une certaine année est un nombre qui s'écrit ABCD, chaque lettre représentant un chiffre unique. Ce nombre est tel que : ABCD + ABC + AB = 2021. Quelle est l'année ABCD ?
Q29
Trouver le nombre qui remplace le point d'interrogation.
218275114
11116098
220372304
400578?
Q30
La roue A possède 39 dents, la roue B 17 dents et la roue C 26 dents. On fait tourner la roue A d'exactement 18 tours. Combien de tours la roue C fera-t-elle ?
Figure Parabole