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Trigonalisation
Calcul de A
n, n ∈ ℕ , pour A = – 7 4 6 – 3 2 2 – – 5 4 1 matrice de M
3ℝ . Éléments de réponse:
Le calcul du polynôme caractéristique donne :
A X =1 – X
22 – X E
A 2=Vect c
1 avec c
1=1,1,2
E
A 1=Vect c
2 avec c
2= – 1,2,0
Matrice semblable à A la plus simple : T = 2 0 0 0 1 1 0 0 1
Réponse : A
n= 2 2
n1n12
n2 – 4 8n – – n – 4 2 1 2
n2 2
n1n2n – – – 4 n 2 1 – – 2 2 –
nn2 –
n13 6 n n 3 1 1
Espace euclidien
Dans ℝ
4euclidien, on considère l'ensemble des vecteurs x = x
1,x
2,x
3,x
4 tels que :
∑
k=1 4x
k=0 et ∑
k=1 4
kx
k=0
Former la matrice, dans la base canonique de ℝ
4, de la réflexion de plan F . Éléments de réponse:
Base orthogonale de F : w
1,w
2 avec w
1= 1,– 2,1,0 et w
2=2, – 1, – 4,3
p projection orthogonale sur F : pour tout x de ℝ
4, p x = x∣w
1 w
1∥ w
1∥
2x∣ w
2
w
2∥ w
2∥
2Lien entre réflexion s et p ?
Réponse : M
s= 1
5 – – – 2 2 4 1 – – – 2 4 2 1 – – – 2 1 2 4 – – – 2 1 4 2
Séries à termes quelconques
Étudier suivant les valeurs du réel strictement positif la nature de la série de terme général :
u
n= – 1
n n
– 1
nÉléments de réponse:
Examiner l'absolue convergence.
Développement asymptotique de u
nau voisinage de ∞ : u
n= – 1
nn
/2– 1
2 n
3/2o n
3/21
Interprétations.
Réponse : La série de termes général u
nconverge pour 2 3 .
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Série entière
Déterminer le rayon de convergence R de la série entière de la variable réelle x :
∑
n0n!
1.3. . 2 n1 x
2n1Montrer que la fonction somme h est solution d'une équation différentielle du premier ordre. En déduire une expression explicite de h .
Éléments de réponse:
Attention série lacunaire, revenir au critère de d'Alembert pour les séries de fonctions. R= 2
Poser h x = ∑
n=0
∞
a
nx
2n1pour x ∈ [ – 2; 2 ] et partir de 2 n3 a
n1=n1a
npour n0 . Équation différentielle : x
2– 2h ' x xh x 2=0
Utiliser la technique de la variation de la constante.
Réponse : h x = 2
2 – x
2arcsin x 2
Intégrale dépendant d'un paramètre
Définition et calcul de : f : x ∫
0 1
t
x– 1
lnt d t
Éléments de réponse:
On pose h : t t
x– 1
lnt . Intégrabilité de h sur ]0 ; 1[ .
: t , x t
x– 1
lnt est de classe C
1sur ]0,1 [×]– 1;∞[ amène à f de classe C
1et calculer f ' x .
Réponse : f x =ln 1 x , x – 1 Série de Fourier
Soit ∈ ℝ et f : ℝ ℝ , 2 périodique telle que f x =ch x sur [ – ; ]
Développer f en série de Fourier.
En déduire ∑
n=1
∞
1
n
2
2, ∑
n=1
∞
−1
n−1n
2
2, ∑
n=1
∞
1
n
2
2
2Éléments de réponse:
b
n=0 et a
n= 2 sh
n
2
2 – 1
npour n≠ 0
Réponse : ch x= sh
2 sh
∑
n=1
∞