La démarche proposée ici consiste à montrer pourquoi l'existence de la décomposition est possible. On se base sur l'algorithme d'Euclide étendu et sur les divisions euclidiennes. Le but sera de trouver la décomposition en éléments simples dans $\R(X)$ de la…
Auteur/autrice : Yannis TRIANTAPHYLIDES
137. Calculez la somme $\sum_{k=1}^n k2^k$
Soit $n$ un entier naturel. Vous allez calculer successivement les sommes $A_n = \sum_{k=1}^n 2^k$ et $B_n = \sum_{k=1}^n k2^k.$ Multipliez par $2$ et effectuez un changement de variable Cette idée va vous donner la réponse pour $A_n.$ $\begin{align*}2A_n &=…
136. Unicité de la décomposition d’un nombre entier supérieur ou égal à 2 en produit de nombres premiers
Pouvez-vous justifier l'unicité sans utiliser les gros théorèmes de Gauss, Bezout, le lemme d'Euclide? La réponse est oui et sera la conséquence de l'argument de minimalité que l'on trouve dans l'ensemble $\N$ : toute partie de $\N$, non vide, admet…
135. Une égalité comportant un produit
Dans le cadre de la préparation à l'agrégation de mathématiques, il peut être utile de savoir démontrer que $\forall n\geq 3, 4 \prod_{k=0}^{n-3}(5^{2^k}+1) = 5^{2^{n-2}}-1.$ Définissez la propriété Pour tout entier naturel $n$ supérieur ou égal à $3$, notez $P(n)$…
134. Résolution d’un système non linéaire
Soit à résoudre le système suivant : $\left\{\begin{align*}x^2+xy &=28\\y^2+xy&=21\end{align*}\right.$ dont les inconnues $x$ et $y$ sont des nombres réels. Effectuez une division euclidienne pour l'analyse Soit $(x,y)$ une solution du système proposé. Alors $x^2+xy-28=0$ et $xy+y^2-21=0.$ Travaillez avec $X$ comme…
133. Limite d’une suite géométrique dont la raison a une valeur absolue strictement inférieure à 1
Pourquoi la limite d'une telle suite est-elle égale à $0$ ? Il existe un moyen d'y parvenir avec les outils du lycée. Soit $q\in[0,1[$ et $(u_n)_{n\geq 0}$ la suite définie par $\forall n\in\N, u_n = q^n.$ Etablissez la monotonie de…
132. Diagonalisabilité d’une matrice
Cet article va étudier une matrice tirée du concours de l'Agrégation externe de mathématiques, session 2020.
131. L’exponentielle est dérivable au sens complexe et sa dérivée est elle-même
Il s'agit de justifier que, pour tout nombre complexe $z$, la limite $\lim_{h\to 0} \frac{\mathrm{exp}(z+h)-\mathrm{exp}(z)}{h}$ existe, quand $h$ est un nombre complexe tendant vers $0.$ Cela fera de la fonction exponentielle une fonction entière. Beaucoup mieux, vous allez démontrer que…
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130. L’exponentielle complexe est un morphisme de groupes
L'objectif de cet article de démontrer que $\forall (z,z')\in\C^2, \mathrm{exp}(z)\mathrm{exp}(z')=\mathrm{exp}(z+z').$ Pour y parvenir, vous allez utiliser le fait que $\forall z\in\C, \lim_{n\to +\infty} \left(1+\frac{z}{n}\right)^n = \mathrm{exp}(z).$ Puis vous allez améliorer ce résultat, en justifiant que, si $(z_n)_{n\in\NN}$ est une suite…
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129. Exponentielle d’un imaginaire pur, fonctions sinus et cosinus
D'après l'article 128, pour tout réel $x$, vous avez $\lim_{n\to +\infty} \left(1+\frac{ix}{n}\right)^n = \mathrm{exp}(ix).$ Quelles sont les propriétés de ce nombre complexe ? L'exponentielle d'un nombre imaginaire pur est un nombre complexe de module 1 Soit $x\in\R.$ Pour tout $n\in\NN$,…
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