Programme de mathématiques PTSI · semestre 1
Compléments de calcul algébrique et de trigonométrie
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Cette section « boîte à outils » complète l’enseignement du lycée sur un certain nombre de points importants pour la suite :
- calculs de sommes et de produits, dont la formule du binôme ;
- résolution de petits systèmes linéaires par l’algorithme du pivot ;
- manipulation d’inégalités et résolution d’inéquations ;
- utilisation du cercle trigonométrique, manipulation des lignes et fonctions trigonométriques.
- a) Sommes et produits 139
- b) Résolution de petits systèmes linéaires par la méthode du pivot 59
- c) Inégalités 111
- d) Trigonométrie 175
exo7 3912
Calculer \(\mathrm{cotan} x - 2\mathrm{cotan}2x\). Simplifier ...
exo7 3913
Soit \(ABCDEFG\) un heptagone (7 côtés) plan régulier. On pose \(\alpha = AB\), ...
exo7 3914
Le langage “Pascal” ne dispose pas des fonctions \(\arcsin\) et \(\arccos\). Défi ...
exo7 3915
Soient \(a,b \in \R\). Simplifier \(\arctan a + \arctan b\).
exo7 3916
Résoudre l’équation : \(\arcsin x = \arccos \frac13 - \arccos \frac14\).
exo7 3917
Soit \(x = \arcsin \frac{1+\sqrt5}4\). Calculer \(\cos 4x\) et en déduire ...
exo7 3918
Simplifier \(\arctan \frac {1-x}{1+x}\).
exo7 3919
Existe-t-il une fonction \(f : D \to \R\) telle que : ...
exo7 3920
Simplifier \(\cos(3\arctan x)\) et \(\cos^2\left(\frac 12\arctan x\right)\).
exo7 3921
Simplifier \(\arccos(\cos x) - \frac 12\arccos(\cos 2x)\) pour ...
exo7 3922
Résoudre : ...
exo7 3923
Simplifier \(\frac x2 - \arcsin\sqrt{\frac{1+\sin x}2}\) pour ...
exo7 3924
Simplifier \(\cos(\arctan(\sin(\arctan \frac1x)))\).
exo7 3926
Montrer que : \(4\arctan\frac 15 - \arctan \frac 1{239} = \frac \pi4\).
exo7 3927
Montrer que : \(\forall\ x \in \R,\ \arctan x + 2\arctan\bigl(\sqrt{1+x^2} - x\bigr) = \frac \pi2\).
exo7 3928
Soit \(a \in \left[0,\frac \pi2\right[\). On pose ...
exo7 3964
Calculer la dérivée \(n^{\text{ème}}\) de la fonction \(x \mapsto \cos^3 x\). ...
exo7 3982
Soient \(x_1, x_2, \dots, x_n > 0\). Montrer que ...
exo7 3992
Soit \(n \ge 3\) et \(A_1A_2\dots A_n\) un polygone convexe à ...
exo7 4010
Soit \(f : {[-a,a]} \to \R\) de classe \(\mathcal{C}^2\). Montrer que :
...
exo7 4159
Problème d’ajustement linéaire : Etant donné \(n\) couples de réels ...
exo7 4228
Trouver \(\lim_{n\to\infty} \frac 1{n+1} + \frac 1{n+2} + \dots + \frac 1{kn}\) pour ...
exo7 4278
Soit \(\alpha \in\, ]0,\pi[\) et ...
exo7 4279
Calculer par récurrence : \(I_n = \int_{t=0}^1 \frac{t^n\,d t}{\sqrt[4]{t^3(1-t)}}\).
exo7 4285
Calculer \(\int_{t=1}^{+\infty} \frac{t-[t]}{t^2} \,d t\) en fonction de la constante d’Euler.
exo7 4302
Montrer que pour \(0 \le x \le \sqrt n\) on a : ...
exo7 44
Calculer \(\frac{\frac{1+i\sqrt3}{2}}{\frac{\sqrt2(1+i)}{2}}\) algébriquement, puis trigonométriquement. En déduir ...
exo7 4409
Résoudre dans \(\C\) :
exo7 4430
Calculer les sommes des séries suivantes :
exo7 4433
On admet que \(\sum_{k=1}^\infty \frac1{k^2} = \frac{\pi^2}6\). Calculer ...
exo7 4435
Pour quelles valeurs de \(a,b\in \R\) la série de terme général ...
exo7 4436
Montrer que \(\sum_{k=0}^\infty \Arctan\Bigl(\frac1{k^2+k+1}\Bigr) = \frac \pi2\). (On pourra calculer ...
exo7 4473
Soient \(k,p \in \N\) avec \(k \le p\). Montrer que ...
exo7 4528
On pose \(f(x) = \sum_{n=0}^\infty \frac{\arccos(\cos nx)}{n!}\).
exo7 4560
[\(x\in\,]0,\pi[\), TPE MP 2005]
exo7 4579
Quel est le coefficient de \(x^n\) dans ...
exo7 46
Montrer que, pour tout \(n\in\mathbb{N}^*\) et tout nombre \(z\in\mathbb{C}\), on ...
exo7 4606
Pour \(a,b\in\R\) avec \(b\not\equiv 0(\mathrm{mod}\,{\pi})\), vérifier l’identit ...
exo7 462
Soit \(a\in \Rr\), montrer : ...
exo7 4628
Montrer que : \(\forall\ x \in \R,\ |\sin x| = \frac8\pi\sum_{n=1}^\infty \frac{\sin^2nx}{4n^2-1}\).
exo7 466
Déterminer (s’ils existent) : les majorants, les minorants, la borne supérieure, la borne inférieure, le plus grand élément, le plus petit élément ...
exo7 4668
Soit \((u_n)\) une suite réelle convergeant vers \(\ell \in \R\). La ...
exo7 467
Soit \[I = \left\lbrace x \in \Rr \ | -2 < x +\frac{1}{2x} \le 2 \right\rbrace.\]
exo7 4674
Démontrer, sans utiliser la fonction \(\ln\), que ...
exo7 4676
Soit \(x\in\R\). Chercher ...
exo7 4677
Soit \(\theta \in \R\). Montrer que si ...
exo7 468
Les ensembles suivants ont-ils une borne supérieure, un plus grand élément, une borne inférieure, un plus petit élément, dans ...
exo7 469
On considère l’ensemble des nombres de la forme \(1+\frac{1}{n}\), où \(n\) décri ...
exo7 47
Calculer la somme \(S_n = 1+z+z^2+\cdots+z^n\).
exo7 470
Étant donné un ensemble \(A \subset\mathbb{R}\), écrire avec des quantificateurs les propriétés suivantes :