Concours Mines-Ponts

Exercices corrigés

Intégrale de exp(i x^2) de 0 à +∞

(Oral Mines-Ponts)
On pose {f(x)=\displaystyle\int_{0}^{+\infty }\dfrac{e^{-x^{2}(t^{2}-i)}}{t^{2}-i}dt}.
On rappelle que : {\displaystyle\int_0^{+\infty}\!\!\!e^{-t^2}\,\text{d}t=\dfrac{\sqrt{\pi}}{2}}
Trouver le domaine de définition de {f}.
Montrer que la restriction de {f} à {\mathbb{R}^+} est {\mathcal{C}^{1}}.
Montrer que {\displaystyle\int_{0}^{+\infty}\!\!\!e^{ix^{2}}dx} existe et la calculer.

Une transformation de Laplace

(Oral Mines-Ponts)
Soit {f\in \mathcal{C}^{\infty }(\mathbb{R},\mathbb{C})} nulle pour {|x|\gt A}.
Montrer que {F(x)=\displaystyle\int_{\infty }^{+\infty }\!\!\!\!f(t)e^{-itx}dt} est {C^{\infty }} sur {\mathbb{R}}.
Montrer que : {\forall\, n\in \mathbb{N},\;\exists\, C_{n}\in \mathbb{R}},
{\forall\, x>0},{\ |F(x)|\leq \dfrac{C_{n}}{x^{n}}}

Intégrale d’une fonction discrète

(Oral Mines-Ponts)
Soit {(a_{n})} une suite strictement décroissante de limite {0}.
Pour {x>0}, soit {N(x)=\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{r}\mathrm{d}\{n\in \mathbb{N};\;a_{n}\geq x\}}.
Montrer que {N} est intégrable sur {]0,+\infty \lbrack } si
et seulement si la série {\displaystyle\sum a_{n}} converge.
Montrer qu’alors {\displaystyle\int_{0}^{+\infty}\!\!\!N(x)\,\text{d}x=\displaystyle\sum\limits_{n=0}^{+\infty }a_{n}.}