Ccp-maths1

  • April 2020
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  • Words: 897
  • Pages: 4
SESSION 2009

(ON COURS COMMUNS POLYTECHNIQUES

EPREUVE

MPMI002

FILIEREMP

MATHEMATIQUES 1

Durée : 4 heures

sont

Les

*** NB: Le candidat attachera la importance à. la clarté, à la précision et à la concision de la rédaction. peut lui sembler être une erreur d'énoncé, il le sur Si un candidat est amené à rl','I'r,'r ce sa composition en expliquant les raisons des initiatives qu'il a été amené

*** Le sujet est composé

et d'un problème indépendants.

deux

EXERCICE 1 On considère l'équation

+y 1. Résoudre (E) sur 2.

que

]-I;O[ et

des admet une

solutionsur]

1[. 1;1[.

EXERCICE 2

suite

2. Soit

tl----t

que la

1.

f

et 9

cet

. est

sur calculer:

on se

fonctions définies sur

par: et

(a) Démontrer que les

(b)

LV".\/"1''-'11''

Jet g sont

que pour tout x réel déduire que fonction cp = g +

(c) (d)

que pour tout x la valeur J.

PROBLÈME

~

est constante

dt.

valeur

7r

4

on a: 0::;;;

0

THÉORÈME DU POINT

ce

Jofol x

on a : J(x)

ET APPLICATIONS

est de démontrer le théorème du point

1, et d'en voir plusieurs applications élémentaires dans

la

et IV sont indépendantes entre

(E,

Il II)

un espace vectoriel normé.

J E

définition. Soit k E [0; 1[. On stricte de rapport k lorsque pour tout

E est une contraction

-J(y)lI::;;;kllx-

Une notation. Pour n par: r(x)

on notera

---+

Jn :

(x) avec la convention

= n fois la fonction

l'application

---+

Id.

f

1 : Le théorème du point fixe de cette partie

Il Il) est un espace

.LJU',Llu,'J>J

et

J:

---+

est une contraction

k. on

par

Xo

a et

Xn+l

= J(x n ) pour tout n entier

natureL L Pour tout n entier naturel, on pose

Un

xn+l -

Xn.

que

que pour tout n entier naturel, on a

Ilunl! : ; ; déduire que la série (b) J-'rr"""or

Un

IIJ(a)

al!.

converge.

alors que la suite (x n ) converge vers un vecteur f que f est un J que f.

(d) Démontrer que

J admet en fait un unique point

On vient donc de démontrer le tion

J:E E

qui est une contraction suite des itérés (r(a))nElN

un espace de un unique point vers ce point fixe.

Il 11), une applica­ et pour tout a

2/4

PARTIE

II : Exemples et contre-exemples

2. Sur la nécessité d'avoir une contraction On considère ici la fonction 9 : IR --+ IR par :

g(t)

t

1r

+-

arctan t.

2

(a) Démontrer que pour tout t réel, on a Ig'(t)1 < l. réels: Ig(x) g(y)1 < lx yi· La fonction 9 admet-elle un

?

3. Un exemple Soit f : IR --+ IR une fonction

?

une

que, pour tout x

5+1.

(a) On considère

et

natureL Démontrer en un réel que l'on nrtl,,,,,,,,pr

e

f

Un

Un+!

H ..,.'"n.u

(b) Démontrer que pour tout n

on ait:

x



(c) En déduire que

que l'on a pour x et y

.

+ l pour tout n entIer 5 que cette suite converge vers ) = f(x).

on a:

et tout x

est constante.

4. Un système non On s'intéresse dans cette

y) On munit IR 2 de la norme Il 1jJ : IR2 --+ IR 2 définie par :

III

U
Il

y)11 1 = Ixl

+ y), l + ~

1jJ(x, y)

+ Iyl

et on considère l'application

arctan (x - y)) .

) Il 111) est-il complet?

(a) Pourquoi Démontrer que pour tout a et b

b Prouver que 1jJ est une En

par :

que le

(e) Ici IR2 est muni

al ~ lb

on a:

al et larctanb - arctanal ~ lb - al· 2

stricte (IR2 , Il 111) dans (IR , 1111 1 ), une unique solution dans IR 2 . définie par Il (x, y) 1100 = max(lxl, Iyl) qui en fait un

stricte pour la norme

Il

1100 ?

3/4

PARTIE

5.

III : Une équation intégrale

F l'espace vectoriel

Ilflloo = On note E (a) Démontrer que (F, Il (b)

1]

applications bornées de

1Ft Pour

f

F on pose:



sup

vectoriel des usemel1t que Il est une norme sur Banach.

eSDace

On admettra pour la

(c) Démontrer le suivant du cours: si (G, 1111) est un espace normé et si (gn) est une suite d'applications uniformément sur G vers une application 9 alors 9 est G

(d) 6.

déduire que

Il

un espace

considère une application l'application qui à une

Banach.

ainsi que 9 E la fonction par :

on note

->

~C'~vAv

1 1

(J)(x) = g(x)

À

K(x, y)f(y) dy pour tout x dans

1].

(a) Justifier que l'application IKI est bornée et atteint ses bornes.

On pose M IK(x, 1.

(b) Démontrer que (J) est un On suppose que en déduire qu'il

IÀI <

que est une une unique application f

g(x) = f(x)

\1

/\

E telle que:

1

y)f(y) dy pour tout x dans

1].

IV : Une application géométrique 7. Dans le plan rapporté à un repère orthonormal on considère un vrai triangle et sur Iv[ un point de l'axe des PM le QM le le On donc une application


(b)

que


(lR,1 1)·

Que

en

avec B

?

Fin de l'énoncé 4/4