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CPGE scientifiques · Mathématiques en MPSI

Devoirs maison de maths en MPSI

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

3 DM disponibles

DM disponibles

DM de MPSI

DM n°01

Deux coordonnées, un seul objet

Ensembles · Produit cartésien · Applications · Composition · Bijections

Propriété universelle du produit cartésien

Reconnaître un produit cartésien par ses projections, prouver son unicité à bijection compatible près, comprendre pourquoi l’existence seule ne suffit pas, puis construire les applications produits et la propriété miroir de l’union disjointe.

Prérequis : Égalité d’applications · Identité et composition · Produit cartésien fini · Injection, surjection, bijection et réciproque

Temps indicatif : ≈ 3 h

DM n°02

Trois façons d'approcher π

Trigonométrie et géométrie · Calcul intégral · Probabilités · Suites et limites · Algorithmique

Approcher π par polygones, intégrales et probabilités

Construire trois procédures pour approcher π et quantifier leur erreur : polygones emboîtés, intégrale transformée en sommes rapidement convergentes, puis estimation de Monte-Carlo avec un risque contrôlé par Bienaymé-Tchebychev.

Prérequis : Dérivation des fonctions sinus et cosinus · Suites, limites et encadrements · Intégrales et primitives · Variables de Bernoulli, espérance et variance · Boucles et fonctions simples en Python

Temps indicatif : ≈ 3 h 30

DM n°03

Des rotations aux fréquences : Fourier sur un groupe cyclique

Nombres complexes · Groupes cycliques · Sommes finies · Transformée de Fourier discrète · Principe d’incertitude discret

Pourquoi les translations font-elles apparaître les fréquences ?

À partir des rotations du polygone formé par les racines n-ièmes de l’unité, les fonctions z↦z^k apparaissent comme comportements élémentaires sous translation ; elles conduisent à la transformée de Fourier discrète, à sa formule d’inversion, à l’identité de Parseval puis à un principe d’incertitude sur les supports avec des cas d’égalité explicites.

Prérequis : Nombres complexes et racines de l’unité · Groupes, sous-groupes et morphismes : vocabulaire de base · Sommes géométriques finies · Conjugaison et module d’un nombre complexe · Inégalité de Cauchy-Schwarz dans une forme élémentaire, rappelée et redémontrée dans le sujet

Temps indicatif : ≈ 3 h 30