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CPGE scientifiques · Mathématiques en MPI

Devoirs maison de maths en MPI

Des problèmes originaux adaptés à MPI, avec les chapitres concernés, les notions utiles, le sujet en PDF et un corrigé détaillé.

3 DM disponibles

DM disponibles

DM de MPI

DM n°01

Le calcul différentiel discret

Polynômes · Algèbre linéaire · Coefficients binomiaux · Suites et sommes finies

Différences finies, base adaptée et formule de Newton

Ce DM de MP/MPI étudie l'opérateur de différence finie ΔP(X)=P(X+1)-P(X) sur les polynômes. On détermine ses noyaux et ses images, on construit la base binomiale dans laquelle Δ agit par décalage, puis on obtient la formule de Newton, des formules de sommes et une caractérisation des suites polynomiales.

Prérequis : Polynômes de R[X], degré et coefficient dominant · Bases et applications linéaires en dimension finie · Formule du binôme et coefficients binomiaux · Sommes télescopiques · Dérivation formelle et formule de Taylor polynomiale

Temps indicatif : ≈ 3 h 30

DM n°02

Diviser par zéro : vraiment impossible ?

Division par zéro · Fractions et classes d’équivalence · Wheels et lois algébriques · Espaces vectoriels de dimension 2 · Lois de composition

Division par zéro, fractions et wheels

Pourquoi la division par zéro est-elle impossible dans un corps, et comment les wheels changent-elles précisément le cadre ? Ce DM de MP et MPI part des fractions, fait émerger naturellement un infini et un élément singulier, construit une wheel, puis retrouve l’arithmétique ordinaire dans sa partie régulière.

Prérequis : Calcul dans R et C · Distributivité, opposé et inverse multiplicatif · Relations d’équivalence · Sous-espaces vectoriels et droites vectorielles · Raisonnement sur des lois de composition

Temps indicatif : ≈ 4 h

DM n°03

Décalages cycliques, matrices circulantes et transformée de Fourier

Réduction d’endomorphismes · Matrices circulantes · Transformée de Fourier discrète · Convolution cyclique · Principe d’incertitude discret

Pourquoi les systèmes invariants par décalage se simplifient-ils dans la même base ?

Ce DM de MP/MPI fait naître la transformée de Fourier discrète de la diagonalisation du décalage cyclique. Il caractérise les matrices circulantes comme les endomorphismes qui commutent avec ce décalage, transforme la convolution en multiplication, résout un système de type laplacien cyclique et conduit à un principe d’incertitude discret avec des cas d’égalité explicites.

Prérequis : Endomorphismes et matrices en dimension finie · Valeurs propres, espaces propres et diagonalisation · Polynômes d’endomorphismes et endomorphismes qui commutent · Nombres complexes et racines de l’unité · Sommes géométriques finies et inégalité de Cauchy-Schwarz

Temps indicatif : ≈ 4 h