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Programme de mathématiques BCPST, seconde année

a) Structure vectorielle

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59 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Structure d’espace vectoriel. Règles de calcul.
On met plus particulièrement en valeur les espaces vectoriels suivants : $\mathbb{K}^n$, $\mathscr{M}_{n,p}(\mathbb{K})$, l’ensemble des applications définies sur un intervalle $I$ à valeurs dans $\mathbb{K}$, $\mathbb{K}[X]$, $\mathbb{K}_n[X]$.
L’étude d’espaces de suites n’est pas un attendu du programme.
Combinaison linéaire d’une famille finie de vecteurs.
Sous-espaces vectoriels.
Intersection d’un nombre fini de sous-espaces vectoriels.
Sous-espace vectoriel engendré par une famille finie de vecteurs.
On introduit la notation $\mathrm{Vect}(x_1,x_2,\dots,x_k)$.
Famille génératrice finie d’un espace vectoriel (sous réserve d’existence).
Famille libre finie. Famille liée finie.
Exemple fondamental de famille libre : toute famille finie de polynômes non nuls de degrés deux à deux distincts est libre.
Base finie d’un espace vectoriel (sous réserve d’existence). Coordonnées d’un vecteur dans une base.
Matrice des coordonnées d’une famille finie de vecteurs dans une base.
Bases canoniques de $\mathbb{K}^n$ et $\mathbb{K}_n[X]$.
D’autres exemples peuvent être proposés, mais les attendus du programme se limitent aux cas mentionnés.
L1 Algèbre Espace vectoriel solution

Décomposition d’un sous-espace de $\mathbb{R}^3$

On considère dans \(\mathbb{R}^3\) l’ensemble ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

Espaces vectoriels engendrés dans $\mathbb{R}^3$

Dans \(\mathbb{R}^3\), on considère \(u=(1,1,0)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 1017

Soient \(P_0\), \(P_1\), \(P_2\) et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 1189

Soient \(v_1=\begin{pmatrix} a\\b\\c \end{pmatrix}\) et ...

L3 Topologie Espace vectoriel normé solution

exo7 1900

 

I Préliminaires

L3 Théorie des groupes Ordre d'un élément solution

exo7 2114

Soit \(G\) un groupe vérifiant ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 3165

Soit \(n\in\N^*\). Pour \(k\in{[[0,n]]}\) on pose ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3307

Soient \(E,F\) deux espaces vectoriels et \(f : E \to F\) linéaire.

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 3319

Soit \(0=x_0 < x_1 < \dots < x_n = 1\) une subdivision de \([0,1]\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 3321

Soit \(E = H \oplus K\) et \((\vec e_1,\dots,\vec e_k)\) une base de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3324

Soient \(K, \mathbb{L}\) deux corps avec \(K \subset \mathbb{L}\).

Un élém ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3325

Soient \(H \subset K \subset L\) trois sous-corps de \(\C\).

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3341

Soit \(E\) un \(\R\)-ev et ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3343

Un endomorphisme \(f \in \mathcal{L}(E)\) est dit nilpotent s’il existe ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3348

Soit \(E\) un ev de dimension supérieure ou égale à 3 et ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3358

Soit \(M = (a_{ij}) \in \mathcal{M}_n(K)\). On dit que \(M\) est en dam ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3369

On note \((E_{ij})\) la base canonique de \(\mathcal{M}_n(K)\).

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3444

Soient \(E\) un ensemble quelconque et \({f_1, \dots, f_n} : E \to K\) des foncti ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3628

Soit \(E = K_n[X]\). Montrer que la famille \({\cal F} = (f_0,\dots,f_n)\) est u ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3629

Soit \(E = \R_{2n-1}[X]\), et \(x_1,\dots,x_n \in \R\) distincts. On note : ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3631

Soit \(E = \R_3[X]\) et \(a,b,c \in \R\) distincts. On considère les formes linéa ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3635

Soit \(E = K_n[X]\), \(Q \in E\) de degré \(n\) ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3636

Soit \(E = K_n[X]\). Soit \(\varphi \in E^*\) telle que : ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3638

Soient \(f_1,\dots,f_n : \R \to \R\) \(n\) fonctions linéairement indépendantes. ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3639

Soit \(f : {\R^2} \to \R\). On dit que \(f\) est polynomiale si elle est de la fo ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3642

Soit \(E\) l’ensemble des suites \(u=(u_n)\) à termes réels telles que pour tout ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3646

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3732

Soit \(E\) un espace vectoriel réel de dimension quelconque, ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 4561

On note \(R\) l’ensemble des fractions rationnelles continues sur \([0,1]\) et po ...

L2 Analyse Topologie

exo7 4746

Soit \(E\) un evn de dimension finie et \(({\vec u}_n)\), ...

L2 Analyse Topologie

exo7 4767

Soit \(E\) l’ensemble des suites réelles \(u = (u_n)_{n\ge1}\) telle ...

L2 Analyse Topologie

exo7 4809

Soit \(E\) un evn de dimension finie et \(u \in \mathcal{L}(E)\). On choisit ...

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

exo7 4881

Soient \(A_1,\dots,A_n\) \(n\) points de ...

L2 Géométrie Analyse vectorielle solution

exo7 4947

Soit \(ABCD\) un tétraèdre non aplati de l’espace. Pour \(X,Y \in \{A,B,C,D\}\) d ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5164

Soit \(E\) le \(\Rr\)-espace vectoriel des applications de ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5174

Soit ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5175

Soit \(C\) l’ensemble des applications de \(\Rr\) dans ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5177

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

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5568

Soit \(f(x) =\ln(1+x)\) pour \(x\) réel positif. Soient ...

L3 Topologie Théorème du point fixe

exo7 6237

Soit \(a,b\in E\) evn, ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6868

Montrer que les ensembles ci-dessous sont des espaces vectoriels (sur \(\Rr\)) :

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 7453

Dans un espace vectoriel euclidien, deux sous-espaces vectoriels non nuls orthogonaux sont-ils toujours en somme directe ?

L3 Algèbre et géométrie Groupe orthogonal et quaternions

exo7 7894

Déterminer la nature de l’espace vectoriel \(V\) des matrices anti-hermitiennes (i. e. ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 892

Montrer que l’ensemble ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 896

Montrer que \[F=\{f\in C(\Rr,\Rr)|\exists (A,\phi )\in \Rr^{2},\forall x\in \Rr,f(x)=A\cos (x+\phi )\}\] est un e ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 912

Dans \(\mathcal{F}(\mathbb{R},\mathbb{R})\), les trois fonctions ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 913

Soit \(E\) un \({ \Cc}\)-espace vectoriel et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 917

Soit \(\alpha \in \Rr\) et \(f_\alpha : \Rr \to \Rr\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 918

Montrer que les familles suivantes sont libres dans \({\Rr}^{{\Rr}},\) et ce quelque soit ...