Exercice n°1 : Logique

Donner la négation de chacune des propositions suivantes, puis
déterminer sa valeur de vérité.

  1. \((\forall x\in\mathbb{R})(\exists y\in\mathbb{R})\; x+y=1\).

  2. \((\exists x\in\mathbb{R})(\forall y\in\mathbb{R})\; xy=y\).

  3. \((\forall n\in\mathbb{N})\; n^2+n\text{ est pair}\).

Exercice n°2 : Polynômes

On considère \[P(x)=x^4-2x^3-7x^2+8x+12.\]

  1. Vérifier que \(2\) et \(-1\) sont des racines de \(P\).

  2. Factoriser complètement \(P\)
    dans \(\mathbb{R}[x]\).

  3. Résoudre dans \(\mathbb{R}\)
    l’équation \(P(x)=0\).

Exercice n°3 : Fonction rationnelle

Soit \(f(x)=\dfrac{x^2-1}{x-2}\).

  1. Déterminer \(D_f\) et les
    limites aux bornes de \(D_f\).

  2. Calculer \(f'(x)\), puis
    dresser le tableau de variations de \(f\).

  3. Déterminer les asymptotes à la courbe de \(f\).

Exercice n°4 : Suite numérique

La suite \((u_n)\) est définie par
\(u_0=2\) et \[u_{n+1}=\frac{u_n+3}{2}.\]

  1. Montrer que \(0<u_n<3\)
    pour tout \(n\in\mathbb{N}\).

  2. Étudier la monotonie de \((u_n)\).

  3. Justifier sa convergence, puis déterminer sa limite.

Exercice n°5 : Trigonométrie

Résoudre dans \([0,2\pi]\)
l’équation \[\cos(2x)=\sin x.\]

Exercice n°6 : Inégalité

Soient \(a,b\in\mathbb{R}_+^*\).
Montrer que \[\frac{a}{b}+\frac{b}{a}\geq2,\] puis
préciser le cas d’égalité.

Exercice n°7 : Arithmétique
  1. Calculer \(\operatorname{PGCD}(2026,1178)\) par
    l’algorithme d’Euclide.

  2. Déterminer une relation de Bézout associée.

  3. Résoudre dans \(\mathbb{Z}^2\)
    l’équation \(2026x+1178y=2\).

Exercice n°8 : Barycentre

Dans le plan, soient \(A\), \(B\) et \(C\) trois points non alignés. On considère
le barycentre \[G=\operatorname{bar}\{(A,2),(B,-1),(C,3)\}.\]

  1. Exprimer \(\overrightarrow{AG}\)
    en fonction de \(\overrightarrow{AB}\)
    et \(\overrightarrow{AC}\).

  2. Construire le point \(G\).

Exercice n°9 : Géométrie dans l’espace

Dans un repère de l’espace, on donne \[A(1,0,2),\quad B(3,-1,1),\quad C(0,2,4).\]

  1. Calculer les coordonnées de \(\overrightarrow{AB}\) et \(\overrightarrow{AC}\).

  2. Montrer que \(A\), \(B\) et \(C\) ne sont pas alignés.

  3. Déterminer une représentation paramétrique de la droite \((AB)\).

Exercice n°10 : Récurrence et divisibilité

Montrer par récurrence que, pour tout \(n\in\mathbb{N}\), le nombre \(7^n-1\) est divisible par \(6\).