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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 1

Outils 2 – Nombres réels

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183 exercices
Texte officiel du programme

L’objectif de ce chapitre est de consolider et de compléter les acquis des classes antérieures afin que ces outils soient familiers aux étudiants.

Les ensembles $\mathbb{N}$, $\mathbb{Z}$, $\mathbb{Q}$ et $\mathbb{R}$ sont supposés connus.

ContenusCapacités et commentaires
Intervalles.
On se limite à une simple description des différents types d’intervalles.
Valeur absolue.
Interprétation de la valeur absolue en termes de distance.
Partie entière.
On adopte la notation internationale $\lfloor \cdot \rfloor$ pour la partie entière afin de ne pas la confondre avec l’espérance.
Exposants, racine carrée, racine cubique.
On se limite, à ce stade, aux puissances du type $x^n$, $x \in \mathbb{R}^*$, $n \in \mathbb{Z}$. On attend une maitrise des formules $(xy)^n = x^n y^n$, $x^{n+m} = x^n x^m$, $(x^n)^m = x^{nm}$, $\sqrt{x^2} = \lvert x \rvert$, $\sqrt{xy} = \sqrt{x}\sqrt{y}$.
La notation $a^b$ avec $a \in \mathbb{R}_+^*$ et $b \in \mathbb{R}$ sera introduite dans le chapitre Analyse 2.
Identités remarquables.
Les attendus se limitent aux formules suivantes :
$(a \pm b)^2 = a^2 \pm 2ab + b^2$
$a^2 - b^2 = (a - b)(a + b)$
Manipulation des inégalités.
Il s’agit d’une simple reprise des règles de calcul algébrique sur les inégalités.
Résolutions d’équations et d’inéquations simples.
Il s’agit d’une reprise des types d’équations et inéquations abordées dans les classes antérieures.
Majorant, minorant, plus grand, plus petit élément d’une partie non vide de $\mathbb{R}$. Borne supérieure, borne inférieure.
On admet l’existence de la borne supérieure d’une partie majorée non vide.
La recherche de bornes supérieures ou inférieures à partir de la définition sera étudiée sur quelques exemples simples dans le seul but d’illustrer la notion.
L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5153

Tout entier naturel non nul \(n\) s’écrit de manière unique sous la forme

...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5155

Soient \(n\) un entier naturel et \(x\) un réel positif.

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5156

Montrer que : \(\forall n\in\Nn^*,\;\forall x\in\Rr,\;\sum_{k=0}^{n-1}E(x+\frac{k}{n})=E(nx)\) (poser la division ...

L1 Algèbre Arithmétique dans Z solution

exo7 5157

Montrer que pour \(n\in\Nn\), ...

L1 Algèbre Dénombrement solution

exo7 5158

Soit \(n\in\Nn^*\).

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5159

Montrer que \(\forall n\in\Nn^*,\;\forall x\in\Rr,\;E(\frac{E(nx)}{n})=E(x)\).

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5160

Soit \(n\in\Nn^*\) et \((x_1,x_2,...,x_n )\in[-1,1]^n\) tels que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5163

Montrer que \(\forall n\in\Nn,\;\forall x\in\Rr,\;|\sin(nx)|\leq n|\sin x|\).

L1 Analyse Suite

exo7 517

Soit \(A\) une partie bornée de \(\Rr\) et \(x\) ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5209

Montrer que les nombres suivants sont irrationnels.

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5210

Soient \(A\) et \(B\) deux parties de ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5211

Soit \(A=\left\{\frac{1}{n}+(-1)^n,\;n\in\Nn^*\right\}\). Déterminer ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5212

Soit \(A\) une partie non vide et bornée de \(\Rr\). Montrer que ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5213

Soient \(A\) et \(B\) deux parties non vides et majorées de ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5217

Résoudre dans \(\Rr\) l’équation \(\sqrt{x+2\sqrt{x-1}}+\sqrt{x-2\sqrt{x-1}}=1\). ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5218

Montrer que les sous groupes du groupe \((\Rr,+)\) sont soit de la forme \(a\Zz\) ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5219

Montrer que \(\{r^3,\;r\in\Qq\}\) est dense dans \(\Rr\).

L1 Analyse Suite solution

exo7 5249

Calculer \(\mbox{inf}_{\alpha\in]0,\pi[}(\mbox{sup}_{n\in\Nn}(|\sin(n\alpha)|))\).

L1 Algèbre Dénombrement solution

exo7 5285

De combien de façons peut-on payer \(100\) euros avec des pièces de \(10\), ...

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5291

Montrer que le produit de quatre entiers consécutifs, augmenté de 1, est un carré parfait.

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5292

Montrer que \(\forall n\in\Zz,\;6|5n^3+n\).

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5295

Montrer que, pour tout entier naturel \(n\), \(2^{n+1}\) divise ...

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5296

Soient \(A\) la somme des chiffres de \(4444^{4444}\) et ...

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5300

Montrer que la somme de cinq carrés parfaits d’entiers consécutifs n’est jamais un carré parfait.

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5301

Pour \(n\in\Nn\), on pose \(F_n=2^{2^n}+1\) (nombres de F ...

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5304

Résoudre dans \(\Nn^2\) l’équation \(3x^3+xy+4y^3=349\).

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5305

Résoudre dans \((\Nn^*)^2\) l’équation d’inconnue \((x,y)\) :  ...

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5308

Soit \(u_n=10...01_2\).(\(n\) chiffres égaux à ...

L2 Algèbre Arithmétique solution

exo7 5309

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5400

Soient \(a\) et \(b\) deux réels tels que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 5403

Trouver un exemple de fonction pèriodique dont le groupe des pèriodes est dense dans \(\Rr\) mais pas ...

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5411

Soient \(x_1\), \(x_2\),..., \(x_n\), ...

L1 Analyse Suite

exo7 573

Soit \(x\) un réel.

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5822

Soit \(P\) un polynôme de degré \(3\) à coefficients réels. Montrer que la courbe ...

L2 Analyse Topologie solution

exo7 5840

Inégalités de Hölder et de Minkowski. Soit ...

L2 Analyse Topologie solution

exo7 5843

Montrer qu’entre deux réels distincts, il existe un rationnel (ou encore montrer que \(\Qq\) est dense dans ...

L2 Analyse Topologie solution

exo7 5850

Calculer \(\underset{\alpha\in]0,\pi[}{\text{Inf}}\left\{\underset{n\in\Zz}{\text{Sup}}|\sin(n\alpha)|\right\}\). ...

L2 Analyse Topologie solution

exo7 5851

Soit \(f~:~\Rr\rightarrow\Rr\) une application uniformément continue sur \(\Rr\). ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5982

Soit \(x\) un réel.

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 617

Montrer que pour tout \(0<\epsilon <1\) et pour \(x \in \mathbb{R},\) on a: ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 690

Soit \(f : \Rr \to \Rr\) définie par \(f(x) = \frac{\cos x}{1+x^2}.\) Montrer que ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 7030

Résoudre le système suivant sur \(\R_+^*\) puis sur le domaine de définition maximal: ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 7031

Résoudre dans \(\R_+^*\) le système suivant: ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 7169

Soient \(a\) et \(b\) deux réels. Montrer ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 7170

On considère deux réels positifs dont le produit vaut \(100\). Leur somme a-t-elle une valeur minimale et si oui l ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 7171

Soit \(n>0\) un entier. On considère \(n\) réels positifs dont le produit vaut ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 7172

Un magasin vend au même prix deux lots de trois cristaux. Le premier lot comporte trois cristaux cubiques de côté ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 7173

Soient \(a\), \(b\) et \(c\) des réels positifs. ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 7175

Soient \(a, b \in \R^*\). Montrer que \[(1+a^2)(1+b^2) \geq 4ab.\]

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 7176

Soient \(a, b, c \in \R_+^*\). Montrer que ...