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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

exo7 454

Calculer avec une calculette : ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 455

On considère les nombres rationnels inférieurs à \(\sqrt{2}\). Y a-t-il un nombre rationnel juste avant ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 456

Soient \(a\) et \(b\) deux rationnels positifs tels que ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 458

Trouver sous la forme \(\frac{p}{q}\) des rationnels \(x\) dont les dévelopements ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 459

Soit \(N_n = 0,1997\,1997\ldots 1997\) (\(n\) fois). Mettre ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 460

Montrer que l’ensemble \(\{r^3\ ;\ r\in \Q\}\) est dense dans \(\R\).

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 462

Soit \(a\in \Rr\), montrer : ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 463

Montrer que l’ensemble des nombres dyadiques : \[\left\{ \frac{a}{2^{k}},(a,k)\in \Zz\times \Nn\right\}\] est den ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 464

Le maximum de deux nombres \(x,y\) (c’est-à-dire le plus grand des deux) est noté ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 465

Déterminer la borne supérieure et inférieure (si elles existent) de : ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 466

Déterminer (s’ils existent) : les majorants, les minorants, la borne supérieure, la borne inférieure, le plus grand élément, le plus petit élément ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 467

Soit \[I = \left\lbrace x \in \Rr \ | -2 < x +\frac{1}{2x} \le 2 \right\rbrace.\]

L1 Analyse Suite

exo7 4674

Démontrer, sans utiliser la fonction \(\ln\), que ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 468

Les ensembles suivants ont-ils une borne supérieure, un plus grand élément, une borne inférieure, un plus petit élément, dans ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 469

On considère l’ensemble des nombres de la forme \(1+\frac{1}{n}\), où \(n\) décri ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 470

Étant donné un ensemble \(A \subset\mathbb{R}\), écrire avec des quantificateurs les propriétés suivantes :

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 471

Soit \(E\) l’ensemble des réels de la forme \(\frac{n-1/n}{n + 1/n}\) avec ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 4714

Soient \(x,y,z \ge 0\). Montrer que \(x^3+y^3+z^3 - 3xyz \ge 0\) (mettre ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 473

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

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 474

Soit \(\bigl( a_{ij}\bigr)_{(i,j) \in I \times J}\) une famille non vide et bornée de réels ; comparer : ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 475

Soit \(A\) une partie majorée de \(\mathbb{R}\) d’au moins deux éléments et ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 476

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

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 477

Soit \(A\) et \(B\) deux parties bornées de ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 478

Donner la borne supérieure et la borne inférieure (si elles existent) de l’ensemble: ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 481

Si \(a= \sup A\), montrer qu’il existe une suite d’éléments de \(A\) qui converge ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 482

Soit \(A= \mathbb{Q}\cap\mathopen]0,1 \mathclose[\) et \(a,b\in\mathbb{R}_+\). On ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 483

Soit \(A\) l’ensemble des nombres réels qui peuvent s’écrire ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 485

Soient \(x\) et \(y\) deux réels strictement positifs. On pose ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 486

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

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 487

Démontrer par récurrence sur \(n\) que pour tout \(n\geq 2\) l’implication ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 488

Soient \(a_1,\ldots,a_n,\ b_1,\ldots,b_n \in \Rr\), les \(a_i\) n’étant pas tous ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 489

Deux entiers naturels distincts peuvent-ils vérifier la relation \(a^b=b^a\) ?

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 490

Résoudre l’équation \(\sqrt[4]{41+x}+\sqrt[4]{41-x}=4\), \(x\) étant un réel posi ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 491

Si \(a\) et \(b\) sont des réels positifs ou nuls, montrer que : ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 492

Soient \(x=(x_1,\ldots,x_n)\) et \(y=(y_1,\ldots,y_n)\in\Rr^n\). On note ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 494

Pour tout \(x,y\in \Rr\) et \(\lambda > 0\) montrer que : ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 4949

Soit \(ABC\) un triangle équilatéral de côté \(a\).

Quels sont les points ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 495

Soit deux nombres réels \(a\) et \(b\) vérifiant : ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 496

On note \(E (x)\) la partie entière d’un réel \(x\).

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 497

Soit \(f : \Rr \rightarrow \Rr\) telle que ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 499

Soient \(n\in \Nn^{*},\) et \((x_{1},x_{2},...,x_{n})\in [0,1]^{n}\), montrer que ...

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 501

Montrer : \[\forall n\geq 1,\forall x\in \Rr,\sum\limits_{k=0}^{n-1}E(x+\frac{k}{n})=E(nx).\]

L1 Analyse Propriétés de R

exo7 503

Démontrer que : \[\forall n\in \Nn^{*},E(\sqrt{n}+\sqrt{n+1})=E(\sqrt{4n+2}).\]

L1 Algèbre Dénombrement solution

exo7 5140

Soit \((n,a,b)\in\Nn^*\times]0,+\infty[\times]0,+\infty[\). Quel est le plus grand terme du développement de ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5146

Soient \(x\) et \(y\) deux réels tels que ...

L1 Algèbre Dénombrement solution

exo7 5147

Montrer que, pour \(a\) réel positif et \(n\) entier naturel donnés, ...

L1 Analyse Suite solution

exo7 5148

On veut montrer de manière élémentaire (c’est-à-dire en se passant du logarithme népérien et en ne travaillant qu’avec les deux opérations ...

L1 Analyse Série numérique solution

exo7 5150

Soient \(n\in\Nn^*\) et \(a_1\), \(a_2\),..., ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5151

Soient \(a\), \(b\) et \(c\) trois réels positif ...

L1 Analyse Propriétés de R solution

exo7 5152

Montrer que : \(\forall x\in\Rr,\;E(x+1)=E(x)+1\).