1. \(\lim_{n\to+\infty}\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n-1}\left(\frac{k}{n}\right)^{2024}\) est égale à :
- A\(\frac{1}{2025}\)
- B\(\frac{2}{2025}\)
- C\(\frac{2024}{2025}\)
- D\(\frac{2025}{2024}\)
- EAucun des choix proposés n'est juste
Mathématiques — Épreuve de spécialité (Q1–Q60) · 60 questions · 240 minutes
1. \(\lim_{n\to+\infty}\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n-1}\left(\frac{k}{n}\right)^{2024}\) est égale à :
2. La fonction \(f:\mathbb{R}^2\to\mathbb{R}\) définie par \(f(x,y)=x+y+\frac{1}{xy}\) admet :
3. Soit \(f\) la fonction définie sur \(\mathbb{R}\) par : \(f(x)=\arctan(e^x)\). Alors \(f(1)+f(-1)\) est égale à :
4. Soit \((X,T)\) un espace topologique tel que : \(X=\{1,a,a^2,a^3\}\) où \(a\in\mathbb{R}\) et \(T=\{\varnothing,\{a\},\{1,a\},\{a,a^3\},\{1,a,a^3\},X\}\). \(E=\{1,a\}\) et \(F=\{1,a^2\}\).
5. Soit \(f\) la fonction numérique définie sur \(\mathbb{R}\) par : \(f(x)=\ln(e^x+e^{-x})\). Le développement limité de \(f\) à l'ordre 2 en 0 est :
6. Soit \(X\) une variable aléatoire suivant une loi géométrique de paramètre \(\frac{2}{3}\). \(\sum_{k=1}^{2024}P(X=k)\) est égale à :
7. Soient \(X\) et \(Y\) deux variables aléatoires telles que l'espérance de \(X\) est \(E(X)=5.75\) et l'espérance de \(Y\) est \(E(Y)=4.25\). Alors \(E(4X+2Y)\) est égale à :
8. Le reste de la division euclidienne de \(3^{45}+5^{75}\) par 7 est égale à :
9. La somme de la série numérique \(\sum_{n\geq0}\frac{(1+\ln2)^n}{n!}\) est égale à :
10. Soit \(f\) une fonction définie sur \(\mathbb{R}\) par : \(f(x)=\frac{x^{2n}+2}{x^{2m}+1}\) où \((m,n)\in\mathbb{N}^2\). \(f\) est-elle intégrable sur \(\mathbb{R}\) si :
11. On considère dans \(\mathbb{R}^2\) les ensembles suivants : \(E=\{(x,y)\in\mathbb{R}^2:x^2+y^2\leq4\}\) ; \(F=\{(x,y)\in\mathbb{R}^2:y>2\}\) ; \(G=\{(x,y)\in\mathbb{R}^2:x>2\}\) et \(H=\{(x,y)\in\mathbb{R}^2:|x|<1\}\). Parmi les ensembles suivants, lequel est connexe ?
12. On considère la suite \(a_n=\arctan(n)\). Alors \(\lim_{n\to+\infty}\sum_{k=1}^{n}(a_{k+1}-a_{k-1})\) est égale à :
13. \(\int_0^1\frac{1}{\sqrt{x}(1+\sqrt{x})}\,dx\) est égale à :
14. On considère la fonction \(f\) définie sur \(D=\{(x,y)\in\mathbb{R}^2,x>0,y>0\}\) par : \(f(x,y)=x^\alpha y^\beta\) où \(\alpha\) et \(\beta\) sont des réels non nuls. \(f\) est concave si :
15. On considère les deux éléments \(a=(\overline{0},1)\) et \(b=(\overline{1},-1)\) du groupe \((\mathbb{Z}/2\mathbb{Z}\times\mathbb{Z},+)\). Alors :
16. On considère la famille \(F=\{u_0,u_1,u_2\}\) de vecteurs de \(\mathbb{R}^3\), définie par \(u_0=(1,a,3)\), \(u_1=(1,1,a)\), \(u_2=(a,1,3)\) où \(a\in\mathbb{R}\). Alors la famille \(F\) est libre si et seulement si
17. Soient \(M\) et \(N\) deux matrices diagonalisables de \(\mathcal{M}_2(\mathbb{R})\). Alors les matrices suivantes sont aussi diagonalisables :
18. On munit \(\mathbb{R}^2\) de sa topologie usuelle. On considère la fonction \(f:\mathbb{R}^2\to\mathbb{R}\) définie par \(f(x,y)=\sqrt{\ln x-\ln y}\). L'ensemble de définition de la fonction \(f\) est :
19. On muni \(\mathbb{R}[X]\) du produit scalaire \(\langle P,Q\rangle=\int_0^1P(t)Q(t)\,dt\). On considère les polynômes \(R(X)=1\), \(S(X)=aX+b\) où \(a\in\mathbb{R}^*\) et \(b\in\mathbb{R}\). On \(R(X)\perp S(X)\) et \(\|R(X)\|=\|S(X)\|\) si :
20. Soit \(D\) le domaine \(D=\{(x,y)\in\mathbb{R}^2;0<x<\ln2\ \text{et}\ 0<y<\ln(\sqrt3)\}\). L'intégrale \(\iint_D\frac{e^{x+y}\,dxdy}{(1+e^x)(1+e^{2y})}\) est égale à :
21. Soient \(X_1\) et \(X_2\) deux variables aléatoires indépendantes suivant des lois binomiales respectivement \(B(n_1,p_1)\) avec \(n_1=20\) et \(p_1=\frac17\) et \(B(n_2,p_2)\) avec \(n_2=10\) et \(p_2=\frac17\). Alors la variable aléatoire \(X_1+X_2\) suit la loi binomiale de paramètres \(n\) et \(p\) avec :
22. Soient \(\left(\sum_{n\geq0}a_nx^n\right)\) et \(\left(\sum_{n\geq0}b_nx^n\right)\) deux séries entières de rayons de convergence respectives \(R_1=2\) et \(R_2=4\). Alors le rayon de convergence de la série \(\sum_{n\geq0}(a_n+b_n)x^n\) est égale à :
23. Soient \(P\) et \(Q\) deux polynômes de \(\mathbb{R}[X]\) définies par : \(P(X)=X^{10}\) et \(Q(X)=X^2-4X+3\). Le reste de la division euclidienne de \(P(X)\) par \(Q(X)\) est :
24. Dans \(\mathbb{R}^3\) muni du produit scalaire canonique, considérons \(u=(1,0,1)\) et \(F=\mathrm{vect}(u)\). Alors \(F^\perp=\mathrm{vect}(v,w)\) avec :
25. Soit \(f\) l'application linéaire définie de \(\mathbb{R}^3\) vers \(\mathbb{R}^2\) par : \(f(x,y,z)=(x-y+z,2x+y+2z)\)
26. On muni l'ensemble \(\mathbb{R}\) de la topologie \(T\) suivante : \(T=\{X\subset\mathbb{R}:C_{\mathbb{R}}^{X}\ \text{est fini ou}\ X=\varnothing\}\). Alors \(\overline{\mathbb{Z}}\) est égale à :
27. Soit \(q\) la forme quadratique définie sur \(\mathbb{R}^2\) par : \(q(x,y)=\left(\frac54x-y\right)^2-\left(\frac34x\right)^2\). La matrice de \(q\) dans la base canonique de \(\mathbb{R}^2\) est :
28. Dans \(\mathcal{M}_3(\mathbb{R})\) muni de produit scalaire \(\langle A,B\rangle=Tr({}^{t}\!AB)\), on considère l'application \(p:\mathcal{M}_3(\mathbb{R})\to\mathcal{M}_3(\mathbb{R})\), \(p(M)=\frac{M+{}^{t}\!M}{2}\). Alors pour tout \(M\in Im(p)\) et \(N\in ker(p)\) on a :
29. Soit \(E\) est un espace métrique complet et \((O_n)_{n\in\mathbb{N}}\) une suite de parties ouvertes partout denses dans \(E\). Alors \(\bigcap_{n\in\mathbb{N}}O_n\) est partout dense dans \(E\), d'après le théorème de :
30. Soit \(\sum_{n\geq1}u_n\) une série convergente. Parmi les séries suivantes, laquelle est divergente ?
31. Soit \(f\) la fonction numérique définie par : \(\left\{\begin{array}{ll}f(x)=\frac{\ln(x)}{x^2-1}&\text{si }x>1\\f(1)=\frac12&\end{array}\right.\). Alors \(f\) est dérivable à droite en 1 et sa dérivée à droite en 1 est égale à :
32. Parmi les fonctions suivantes, laquelle est convexe dans \(\mathbb{R}^2\) ?
33. Soient \((E,T)\) un espace topologique et \(A\) une partie non vide de \(E\). On désigne par \(Ext(A)\) l'ensemble des points extérieurs à \(A\). Si \(A\) est partout dense dans \(E\), alors \(Ext(A)\) est égal à :
34. Soit \(X\) une variable qui suit la loi normale \(N(200,15)\). Alors \(P(X>200)\) est égale
35. Dans le plan complexe muni d'un repère orthonormé direct \((O,\vec{u},\vec{v})\), on considère la transformation \(T\) qui à chaque point \(M(z)\) on associe le point \(M(z')\) tel que : \(z'=-\overline{z}+2030\). Alors \(T\) est la composée d'une
36. Soit \(E\) un espace hermitien. Si \(F\) et \(G\) deux parties de \(E\). Alors \((F\cup G)^\perp\) est égale à :
37. Soit \((x_i)_{1\leq i\leq10}\) une série statistique telle que \(\sum_{i=1}^{10}x_i=120\) et \(\sum_{i=1}^{10}x_i^2=1720\). Le coefficient de variation \(C_v\) à \(10^{-1}\) près est égal à :
38. Soient \((E,d)\) un espace métrique compact et \(f\) une application de \(E\) dans \(E\) telle que : \(d(f(x),f(y))<d(x,y)\) pour tous \(x,y\in E\) et \(x\neq y\). Alors, le cardinal de l'ensemble des points fixes de \(f\) est égal à :
39. Soit \((E,\tau)\) un espace topologique. Alors
40. Soient \(n\in\mathbb{N}\) et \(f_n\) la fonction définie sur \([1,+\infty[\) par \(f_n(x)=x^n-x-1\). Alors pour tout \(n\geq2\) il existe un unique réel \(x_n>1\) tel que \(f_n(x_n)=0\). Alors:
41. Soient \(a\) et \(b\) deux réels, et \(f\) la fonction définie sur \(\mathbb{R}\) par : \(f(x)=\left\{\begin{array}{ll}\frac{\sin(ax)}{x}&\text{si }x<0\\1&\text{si }x=0\\e^{bx}-x&\text{si }x>0\end{array}\right.\). Alors \(f\) est dérivable sur \(\mathbb{R}\) pour:
42. Soit \((X,Y)\) un couple de deux variables aléatoires tel que: \(\forall(i,j)\in\{1,2\}^2,\ P(X=i,Y=j)=\left\{\begin{array}{ll}\frac13&\text{si }i\leq j\\0&\text{si }i>j\end{array}\right.\). L'espérance \(E(XY)\) est égale à :
43. Soient \(a\) et \(b\) deux nombres complexes non nuls. Si \(G=\{1,a,b\}\) est un sous-groupe de \((\mathbb{C}^*,\times)\). Alors :
44. Le temps moyen d'attente d'un client lors d'un appel téléphonique est de 4 minutes. Alors, la probabilité pour que le temps d'attente d'un client soit supérieur à 8 minutes est égale à :
45. Soient \(a_0,a_1,\ldots,a_k\) des réels deux à deux distincts. L'application \(\|\cdot\|_k:\mathbb{R}_{20}[X]\to\mathbb{R}^+\) définie par \(\|p\|_k=\sum_{i=0}^{k}|p(a_i)|\) est une norme sur \(\mathbb{R}_{20}[X]\) si et seulement si :
46. Soit \(E\) un espace affine de direction \(\vec{E}\). Soient \(F\) et \(G\) deux sous-espaces affines de \(E\) de directions respectives \(\vec{F}\) et \(\vec{G}\). \(F\) est faiblement parallèle à \(G\) équivaut à :
47. Soient \(t\) une translation affine de vecteur \(2024\vec{u}\) et \(h=h(\Omega,2030)\) une homothétie affine de centre \(\Omega\) et rapport 2030. Alors \(h\circ t\) est une?
48. Soient \(A\) et \(B\) deux parties d'un ensemble \(E\). Alors \((A\cap B)\cup(\overline{A}\cap B)\cup(A\cap\overline{B})\cup(\overline{A}\cap\overline{B})\) est égale à
49. Si \(y(x)=\sum_{n\geq0}a_nx^n\) est une solution de l'équation \(y''+y=0\) avec \(y(0)=0\) et \(y'(0)=1\), alors \(y(x)\) est égale à :
50. On considère le système \(S:\left\{\begin{array}{rcl}x+4y+9z+16t&=&1\\4x+9y+16z+25t&=&8\\9x+16y+25z+36t&=&23\end{array}\right.\) d'inconnue \((x,y,z,t)\in\mathbb{R}^4\). Soit \((a,b,c,d)\) une solution du système, alors \(a+b+c+d\) est égal à :
51. Soit \(q\) une forme quadratique définie sur \(\mathbb{C}^3\) par : \(\forall(x_1,x_2,x_3)\in\mathbb{C}^3\quad q(x_1,x_2,x_3)=|x_1-ix_2|^2-|x_2+i\sqrt2x_3|^2+3|x_3|^2\). Alors
52. Soit \(R\) la relation d'équivalence définie sur \(\mathbb{R}\) par : \(xRy\Longleftrightarrow x^2-y^2=x-y\). La classe d'équivalence de 10 est l'ensemble :
53. On pose \(a=2023\) et \(b=2024\). Alors \(PGCD(a^7+b^7,(ab)^7)\) est égal à :
54. Dans \(\mathbb{R}[X]\) on considère le polynôme \(P(X)=2X^3-3X^2+m\) où \(m\in\mathbb{R}\). Alors le polynôme \(P\) est scindé dans \(\mathbb{R}[X]\) si :
55. On considère la fonction \(f\) définie sur \(\mathbb{R}^*\times\mathbb{R}^*\) par \(f(x,y)=5x^{\frac15}y^{\frac45}\). Si pour tous \(x\) et \(y\) strictement positifs, alors \(x\frac{\partial^2f}{\partial x^2}+y\frac{\partial^2f}{\partial x\partial y}\) est égale à :
56. Soit \(f\) la fonction périodique de période \(2\pi\), définie par : \(f(x)=x\) pour tout \(x\in]-\pi,\pi]\), alors \(\forall x\in]-\pi,\pi[,\ \sum_{n=1}^{+\infty}\frac{(-1)^n}{n}\sin(nx)\) est égal à :
57. Soit \(F\) la fonction définie sur \(]1,+\infty[\) par \(F(x)=\int_1^{\ln x}\frac{e^{-t}}{t}\,dt\), alors \(F\) est dérivable sur \(]1,+\infty[\) et \(\forall x\in]1,+\infty[\), on a \(F'(x)\) est égale à :
58. Soit \(F\) une partie de l'espace vectoriel normé \(\mathbb{R}^2\). On considère les propositions suivantes : \(P:\) « \(F\) est une partie connexe de \(\mathbb{R}^2\) » \(Q:\) « \(F\) est une partie connexe par arc de \(\mathbb{R}^2\) » \(R:\) « \(F\) est une partie convexe de \(\mathbb{R}^2\) » Alors on a les implications suivantes :
59. Soit \(M\in\mathcal{M}_3(\mathbb{R})\) telle que \(M=\begin{pmatrix}-1&1&1\\1&-1&1\\1&1&-1\end{pmatrix}\) et \(P(X)=X^2+X-2\) est un polynôme annulateur de \(M\). Alors \(M\) est inversible et la troisième ligne de la matrice \(M^{-1}\) est égal à :
60. Dans \(\mathbb{R}^3\) muni de la base canonique, on considère le plan \(P=\mathrm{vect}(u_1,u_2)\) et la droite \(D=\mathrm{vect}(u_3)\) où \(u_1=\begin{pmatrix}0\\1\\0\end{pmatrix}\), \(u_2=\begin{pmatrix}1\\0\\-1\end{pmatrix}\) et \(u_3=\begin{pmatrix}1\\1\\1\end{pmatrix}\). Dans la base canonique la matrice de la projection \(p\) sur \(P\) parallèlement à \(D\) est :