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Programme de mathématiques PCSI · semestre 1

Techniques fondamentales de calcul différentiel et intégral

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633 exercices
Texte officiel du programme

Le point de vue adopté dans cette section est pratique : il s’agit, en prenant appui sur les acquis du lycée, de mettre en œuvre les techniques de base de l’analyse. La mise en place rigoureuse des notions abordées fait l’objet de sections ultérieures.

Les objectifs de formation sont les suivants :

  • l’introduction de fonctions pour établir des inégalités et résoudre des problèmes d’optimisation ;
  • la manipulation des fonctions classiques dont le corpus est étendu ;
  • le calcul de dérivées et de primitives ;
  • la mise en pratique, sur des exemples simples, de l’intégration par parties et du changement de variable ;
  • l’application des deux points précédents aux équations différentielles.

Le cours sur les équations différentielles est illustré par des exemples issus des autres disciplines scientifiques.

L3 Calcul différentiel Autre

exo7 6297

Soient \(\rho, \theta, \varphi\) les coordonnées sphériques dans \(\Rr^3\). On po ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 630

Étudier les asymptotes de \(f (x) = e^{\frac 1x}\sqrt{x (x + 2)}\).

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 631

Montrer que \[\frac{\ln (x)}{x^\alpha} < \frac{2}{\alpha x^{\alpha/2}} \text{ où } \alpha > 0.\] En déduire ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6314

Pour chacune des équations suivantes où \(y=y(x)\) est réelle de variable réelle, décrire les solutions en précisa ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6316

On considère l’équation différentielle \[(E)\qquad y''+y'+y=0\]

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6317

On considère les deux équations différentielles du second ordre ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6318

On considère l’équation différentielle du second ordre \[({\cal E})\quad\quad y''+ y=f(x)\] où ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6319

On construit de proche en proche la suite de fonctions réelles \((y_n)\) par la relation ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 632

Calculer les limites suivantes : ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6320

En suivant la méthode d’itération de Picard, trouver la solution des équations avec condition initiale :

(i) ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6324

Soit \(f: \Rr ^2 \to \Rr\) donnée par \(f(t,x)= 4\frac{t^3x}{t^4+x^2}\) si ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6325

Soit l’équation différentielle ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6326

On considère l’équation différentielle (de Ricatti) sur \(\Rr\) : ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6327

On considère l’équation différentielle (de Bernoulli) sur \(\Rr\) : ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6329

Soit \(f\) un champ de vecteurs de classe \(C^1\) de ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 633

Calculer : ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6334

On considère l’équation \(x x'' = (x')^2 +1\) sur \(\Rr\).

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6335

On cherche à résoudre le problème \[x'= t^2 +t x\quad , \quad x(0) = 0 \; .\] Écrire l’équation intégrale as ...

L3 Equation différentielle Théorème de Cauchy-Lipschitz

exo7 6336

Calculer les premiers termes de l’itération de Picard avec les conditions initiales données. Si possible trouver des solutions explicites, y compri ...

L3 Equation différentielle Système linéaire à coefficients constants

exo7 6345

Résoudre le système \(x' = 2x - y\), \(y' = x+ 2y\). Quelle est la soluti ...

L3 Equation différentielle Système linéaire à coefficients constants

exo7 6349

Trouver les solutions du système \(x' = -y\), ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 635

Calculer : ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6355

On considère l’équation différentielle \({d^2x(t)\over dt^2}={dx(t)\over dt}+2x(t)\).

Ecrire le système dif ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6356

Montrer que la matrice ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6357

On considère les équations ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6358

On considère l’équation différentielle linéaire sur \(\Rr^n\) ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6360

On considère l’équation du pendule \(x''+\sin x=0\).

On sait que les solutions maximales sont défin ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6361

Soit \(V\) un champ de vecteurs défini sur \(\Omega\subset\Rr^n\). On dit qu’une ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6364

On considère \(A\) la matrice ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 638

Trouver pour \((a,b)\in (\Rr^{+*})^{2}\) : ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 639

Soit \(I\) un intervalle ouvert de \(\Rr\), ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 650

Soit \(f\) périodique croissante. Que dire de \(f\) ?

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 652

Soit \(f\) continue sur \(\Rr\) admettant \(1\) ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 654

Soit \(f:\Rr^{+*}\rightarrow \Rr\) croissante telle que ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 655

Soit \(f:\Rr^{+*}\rightarrow \Rr\) une fonction vérifiant : ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 656

Soit \(f:{\Rr}^{+}\rightarrow {\Rr}\) croissante. Construire ...

L3 Analyse complexe Fonction logarithme et fonction puissance

exo7 6660

Montrer que ...

L3 Analyse complexe Fonction logarithme et fonction puissance

exo7 6662

Si \(z=x+iy\) avec \(x\) et \(y\) réels, montrer ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles solution

exo7 671

Soit \(f\) la fonction réelle à valeurs réelles définie par ...

L3 Analyse complexe Autre

exo7 6737

Si \(\gamma\) est l’arc de courbe \(\gamma (t)=t+i(t^3-3t^2+4t-1)\) joignant les ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 676

Montrer que l’application \(f : \mathbb{R} \rightarrow \mathbb{R}\) définie par ...

L3 Topologie Théorème du point fixe

exo7 6790

Soit \(I\subset \Rr\) un intervalle fermé borné et soit \(f: I \to I\) une applic ...

L3 Géométrie différentielle Champ de vecteurs

exo7 6803

Pour la sphère \(S^2\) on considère la carte ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6809

Introduction. Si \(A\) est une matrice \(n\times n\) à coef ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6810

Soit \(W = \{\,(x,y) \in \Rr^2 \mid x>0 \,\}\) et ...

L1 Analyse Continuité, limite et étude de fonctions réelles

exo7 682

Soit \(f : [0,1]\longrightarrow \R\) définie par \(f(0)=0\), ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6822

Pour une fonction réelle \(x\) de la variable \(t\) on considère le système ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6828

Pour une fonction réelle \(x\) de la variable \(t\) ...

L3 Géométrie différentielle Champ de vecteurs

exo7 6840

Soit \(Y:\Rr^2 \to \Rr^2\) le champ de vecteurs \(Y(x,y) = (x^2y,xy^2)\).

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6845

Pour une fonction réelle \(x\) de la variable \(t\) ...