Examen du 21 janvier 2005 Dur´ee:3heures.Bare`me:3,3,5,5,4. LaquestionIII4esthorsbare`me. L’utilisationdecalculatrices,te´le´phonesportablesetdocumentsestinterdite.
I De´terminerlanaturedesse´riesnum´eriquessuivantes. X 1 1- cos n n≥1 n X (−1) 2-log(2 +n) n≥0 X n n 3- . 2 (n!) n≥1 II 2 Soitaupnramae`el´eertrtoi.Sfl’endomorphisme deRfinipd´ear 2 f(x, y) = (2x+ay, x+ 2y),pour tout(x, y)∈R. 1- Pour quelles valeurs deal’endomorphismef?est-il diagonalisable 2 2-Danslecasou`fiatdessedenebaneruermi´dtelb,eilasoganRnsticoedevtu´erusceet propres def. III Onconside`relamatrice −1 1−1 A=−23 0. −13 1 1-D´eterminerlesvaleurspropresdeA. La matriceAest-elle diagonalisable?
−1 2-D´eterminerunematriceinversiblePtelle queP AP=T, avec 2 0 0 T= 0−1 1. 0 0−1 Indication : si(v1, v2, v3)sont les vecteurs colonnes qui formentP, on pourra d’abord a ´etablirunerelationentrev2,v3etAv3, puis chercherv3de la formeb. 0
2 3k 4- CalculerT,Tsu´gtelpraleen´ementT, pour toutk∈N.cidnIonn:ioataircr´e 2 T=D+No,u`Dest diagonale,N= 0etDN=N D. k Ende´duireA, pour toutk∈N.
IV
Onconside`rel’e´quationdiffe´rentielle 200 0 (1−x)y−4xy−2y= 0.(1) 1-Onrecherchelessolutionsdecettee´quationquisontd´eveloppablesense´rieentie`resur P ∞ n un voisinage de 0. On posey(x) =cnx. n=0 Donneruneconditionne´cessaireetsuffisantesurlescoefficientscnpour queysoit une solution de (??). 2-D´emontrerqu’ilexisteuneuniquesolutionf-iovsinti`rieeuruneresleveappoeelbe´snd´ 0 nage de 0 telle quef(0) = 1 etfs´erie.encedelacenoevgrelaroydne´D.0=)0renimret( 3-De´montrerqu’ilexisteuneuniquesolutiongeent´erieenspabllepo´dve-isiovnurusere`i 0 nage de 0 telle queg(0) = 0 etg0)(.D=1ete´nimrelreoyarndeconvergencedeal´sreei. 4-Pouvez-vousreconnaıˆtrea`partirdesse´riesdonnantfetgrespectivement des expres-sions plus simples?
V
Onconsid`erelasuitedefonctions(fn)d:´rapeinfie n≥1 12 −nx fn(x) =e∀x∈R. 2 n P 1-Montrerquelase´riedefonctionsfnconverge simplement surR. On posera ∞ X f(x) =fn(x),pour toutx∈R. n=1 2- Montrer quefest une fonction continue surR.
∗ 00 3- Soitn∈N. Etudier la fonctionflerlauc`nca¸aocd,fean= maxx∈R|f(x)|. n n