Parcourir les exercices

Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 2

a) Structure vectorielle

Rechercher dans cette partie du programme
109 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Description de la structure vectorielle de $\mathbb{K}^n$, règles de calcul.
On fait le lien avec les règles habituelles du calcul sur les vecteurs du plan et de l’espace en géométrie.
On pourra faire remarquer que certains ensembles rencontrés dans d’autres chapitres (ensemble des polynômes de degré inférieur ou égal à $n$, ensemble des suites vérifiant une relation de récurrence linéaire, ensemble des solutions d’une équation différentielle linéaire, ensemble de matrices,…) possèdent eux aussi cette structure vectorielle, sans qu’aucune connaissance relative à la notion générale d’espace vectoriel ne soit requise à ce stade.
Combinaison linéaire d’une famille finie de vecteurs.
Sous-espaces vectoriels de $\mathbb{K}^n$.
On entend par sous-espace vectoriel un ensemble de vecteurs stable par combinaison linéaire et contenant le vecteur nul.
Intersection d’un nombre fini de sous-espaces vectoriels.
Sous-espace vectoriel engendré par une famille finie de vecteurs.
Famille génératrice finie d’un sous-espace vectoriel.
Famille libre finie, famille liée finie.
On utilise la notation $\mathrm{Vect}(x_1, x_2, \ldots x_k)$.
Bases d’un sous-espace vectoriel.
On admet l’existence de bases pour tout sous-espace vectoriel autre que l’espace nul.
Coordonnées d’un vecteur par rapport à une base.
Une interprétation matricielle est ici pertinente, amenant à parler de la matrice colonne associée au vecteur, puis de la matrice d’une famille de vecteurs.
Base canonique de $\mathbb{K}^n$.
On veillera à ne pas travailler systématiquement dans la base canonique en mettant en évidence l’intérêt, dans certains contextes, de choisir une autre base.
L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5165

On munit \(\Rr^n\) des lois produit usuelles. Parmi les sous-ensembles suivants ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5166

Soit \(E\) un \(\Kk\)-espace vectoriel. Soient ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5167

Soit \(\Rr^\Nn\) le \(\Rr\)-espace vectoriel des suites réelles (muni des opérati ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5168

Soit \(F\) le sous-espace vectoriel de \(\Rr^4\) engendré par ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5169

Montrer que \(a=(1,2,3)\) et \(b=(2,-1,1)\) engendrent le même sous espace de ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5172

Soient \(E\) un \(\Kk\)-espace vectoriel et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5173

Dans \(E=\Rr^4\), on considère ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5176

Montrer que la commutativité de la loi \(+\) est une conséquence des autres axiomes de la structure d’espace vecto ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5178

Soient \(u=(1,1,...,1)\) et \(F=\mbox{Vect}(u)\) puis ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5265

Soient \(I=\left( \begin{array}{cc} 1&0\\ 0&1 \end{array} \right)\) et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 5376

Donner une base du sous-espace vectoriel de \(\Rr^5\) défini par :

...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5564

Généralisation de l’exercice [ex:rou1]. Soient \(n\) un entier supérieur ou égal à ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5565

\(E=\Kk^n\) où \(\Kk\) est un sous-corps de ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5567

Montrer que \((1,\sqrt{2},\sqrt{3})\) est une famille libre du \(\Qq\)-espace vec ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6869

Décrire les sous-espaces vectoriels de \(\Rr\) ; puis de \(\Rr^2\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6870

Soient \(v_1=(2,1,4)\), \(v_2=(1,-1,2)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6871

Par des considérations géométriques répondez aux questions suivantes :

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 7410

Dans \(\Rr^4\) on considère les quatre vecteurs ...

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace

exo7 7417

Deux plans de l’espace affine \(\Rr^3\) peuvent-ils avoir un unique point d’intersection ?

L2 Géométrie Géométrie affine dans le plan et dans l'espace

exo7 7419

Soit l’espace affine \(\Rr^3\) muni d’un repère affine \(A_0,A_1,A_2,A_3\).

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 886

Déterminer lesquels des ensembles \(E_1\), \(E_2\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 887

Soit \(\R_+^*\) muni de la loi interne \(\oplus\) définie par ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 888

Parmi les ensembles suivants reconnaı̂tre ceux qui sont des sous-espaces vectoriels.

...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 889

Parmi les ensembles suivants, reconnaı̂tre ceux qui sont des sous-espaces vectoriels :
...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 890

Déterminer si \({ \Rr}^{2}\), muni des lois internes et externes suivantes, est ou n’est pas un ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 891

Dire si les objets suivants sont des espaces vectoriels :

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 894

On munit \(\Rr^2\) de l’addition usuelle et de la loi externe ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 895

Montrer que \(\left\{ (x, y, z) \in \Rr^3 /x + y + z = 0 \text{ et } 2x-y + 3z = 0\right\}\) est un sous-espace ve ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 897

Soient dans \(\Rr^3\) les vecteurs \(\vec{v_1}(1,1,0)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 899

On considère dans \(\Rr^n\) une famille de \(4\) vecteurs linéairement indépendan ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 900

Soient dans \(\Rr^4\) les vecteurs \(v_1=(1,2,3,4)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 901

Dans \(\Rr^4\) on considère l’ensemble \(E\) des vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 903

Dans l’espace \(\mathbb{R}^4\), on se donne cinq vecteurs : \(V_1=(1,1,1,1)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 904

Soient les vecteurs \(e_1=(1,2,3,4)\), \(e_2=(1,-2,3,-4)\) de ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 905

Soit \(E\) un espace vectoriel sur \(\mathbb{R}\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 906

Dans \(\mathbb{R}^4\), comparer les sous-espaces \(F\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 908

Soit \(E\) le sous-espace vectoriel de \({\Rr}^3\) engendré par les vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 909

Prouver que dans \({ \Rr}^{3}\), les vecteurs \(u_{1}=(2,3,-1)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 914

Peut-on déterminer des réels \(x, y\) pour que le vecteur \(v=(-2,x,y,3)\) appart ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 915

Soient \(f (x) = \cos (x)\), \(g (x) = \cos (x) \cos (2x)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 916

Soit \(\alpha \in \Rr\) et soit \(f_{\alpha} : \Rr\rightarrow \Rr\) la fonction d ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 919

Soient \(v_1=(0,1,-2,1), v_2=(1,0,2,-1), v_3=(3,2,2,-1), v_4 = (0,0,1,0)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 920

On considère les vecteurs \(v_1=(1,0,0,1)\), \(v_2=(0,0,1,0)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 921

Si \(L,M,N\) sont trois sous-espaces vectoriels de \(E\), a-t-on : ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 925

Soient \(U, V, W\) des s.e.v. d’un e.v. \(E\), vérifiant ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 981

Montrer que les vecteurs \(v_1=(0,1,1)\), \(v_2=(1,0,1)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 982

On considère dans \(\mathbb{R}^4\), \(F=\mbox{lin}\{a,b,c\}\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 983

Dans l’espace \(\mathcal{P}_5\) des polynômes de degré \(\leq 5\), on définit les ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 984

Dans \(\mathbb{R}^4\) on considère l’ensemble \(E\) des vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 986

Étudier l’indépendance linéaire des listes de vecteurs suivantes, et trouver à chaque fois une base du sous-espace engendré.