CONCOURS GENERAL 1992

Exercice 1:
On dit qu'une partie non vide D du plan P est convexe si elle possède la propriété suivante :

« Pour tout couple (M, N) de points de D, le segment [MN] est contenu dans D. »

Soit D une partie convexe du plan P. Si A est un point de P, à tout couple (M, N) de points de D on associe le point m défini par     et on pose dA(D) l'ensemble des points m ainsi obtenus.  
 
1. a. Montrer que dA(D) admet un centre de symétrie.
    b. A quelle condition a-t-on dA(D) = D ?
    c. Soit B et C deux points du plan P.
        Par quelle transformation passe-t-on de dB(D)  à dC(D) ?  
 
2. Soit A un point du plan P. Déterminer et représenter dA(D) lorsque :

a. D est une bande du plan P délimitée par deux droites parallèles.
b. D est délimitée par un triangle.
c. D est un demi-disque.  

3. Montrer que dans les cas 2.b. et 2.c., les contours de D et dA(D) ont la même longueur.


Exercice 2:
Soit (C) un cercle du plan de rayon 1.  
 
1. Déterminer les triangles ABC inscrits dans le cercle (C) pour lesquels la somme
    AB2 + BC2 + CA2 est maximale.  
 
2. Déterminer les quadrilatères ABCD inscrits dans le cercle (C) pour lesquels la somme
    AB2 + AC2 + AD2 + BC2 + BD2 + CD2 est maximale.

     Représenter un tel quadrilatère.


Exercice 3:
Soit ABCD un tétraèdre inscrit dans une sphère de centre O. On note G l'isobarycentre des quatre sommets du tétraèdre et I le centre de la sphère inscrite dans le tétraèdre.

Montrer que les trois propriétés suivantes sont équivalentes :

  1. Les deux points O et G sont confondus.
  2. Les quatre faces du tétraèdre sont isométriques.
  3. Les deux points O et I sont confondus.


Exercice 4:
Soit     la suite numérique définie par la donnée de ses deux premiers termes u0 et u1,
0 < u0 < 1 et 0 < u1 < 1, et la relation de récurrence :
                                          

 

1. Montrer que la suite (un) est convergente et déterminer sa limite.  
2. Montrer qu'à partir d'un certain rang n0, la suite (un) est monotone
    (on ne demande pas de déterminer n0 qui dépend des valeurs initiales u0 et u1).


Exercice 5:
Déterminer le chiffre des unités du plus grand nombre entier inférieur ou égal au nombre suivant :