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Programme de mathématiques BCPST, seconde année

c) Théorème spectral

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66 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Deux vecteurs propres associés à des valeurs propres distinctes d’une matrice symétrique réelle sont orthogonaux.
Toute matrice symétrique réelle est diagonalisable en base orthonormale.
La démonstration de ce thorème est hors programme. On fera remarquer qu’il existe aussi des bases de diagonalisation non orthonormales.
Les étudiants devront être guidés pour la construction effective d’une base orthonormale de vecteurs propres.
L3 Analyse numérique Résolution de systèmes linéaires : méthode itérative solution

Etude d'une méthode itérative

Soit \(A \in \mathcal{M}_N(\R)\) une matrice réelle symétrique définie positive et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 1484

Quelle est la transformation de \(\Rr^{3}\) dont la matrice dans la base canonique est ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 1498

Réduire en somme de carrés indépendants les formes suivantes :

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1527

Soient \(A\) et \(B\) deux matrices symétriques positives. Soit ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1531

Soit \(A =(a_{ij}) \in \textbf{M}_n(\R)\). Montrer que \(S = {}^t\! A\cdot A\) es ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1533

Diagonaliser très rapidement la matrice ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1544

Déterminer la nature des transformations de \(\R^{3}\) dont les matrices dans la base canonique sont les suivantes ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1545

Diagonaliser dans une base orthonormale (pour le produit scalaire canonique de \(\R^{3}\)) la matrice suivante : ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1547

Soit \(A=(a_{ij})_{\substack{1\leq i\leq n\\1\leq j\leq n}}\) une matrice symétrique réelle. Montrer que ses valeu ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1549

Soit \(r\) un endomorphisme symétrique d’un espace euclidien \(E\). On dit que ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1557

Que peut-on dire d’une matrice carrée réelle à la fois symétrique et orthogonale ? Déterminer la nature et les éléments caractéristiques de l’endom ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1558

Quelles sont les isométries vectorielles d’un espace vectoriel euclidien qui sont diagonalisables.

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1560

Déterminer une matrice diagonale \(D\in\mathcal{M}_2(\Rr)\) et une matrice orthogonale ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 1569

Soit \(A = (a_{i, j}) \in O_{n} (\Rr)\). Montrer que ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1639

Soit \(A\) la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 1642

Soit \(A\) la matrice ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1646

Diagonaliser en base orthonormale les matrices suivantes : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1647

Montrer que si \(A\) est une matrice symétrique réelle, alors \(A + iI\) est inve ...

L2 Géométrie Isométrie vectorielle

exo7 1988

Reconnaître les transformations géométriques dont les matrices respectives dans la base canonique de \(\Rr^{3}\) s ...

L3 Analyse numérique Autre solution

exo7 2216

Soit \(A\in\Rr^{m\times n}\) de rang \(r\leq p=\min (m,n)\). On considère la déco ...

L3 Analyse numérique Autre solution

exo7 2217

Définition: Soit \(\Sigma\) une matrice diagonale de type ...

L3 Analyse numérique Autre solution

exo7 2236

Soit \(A\) une matrice hermitienne inversible décomposée en \(A=M-N\) où ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 3505

Diagonaliser la matrice ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3714

La matrice \(A = \begin{pmatrix}4&1&1\cr1&4&1\cr1&1&4\cr\end{pmatrix}\) est-elle une matri ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3725

Soit \(A = (a_{ij})\in\mathcal{M}_n(\R)\) symétrique. On dit que \(A\) est à diag ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3729

Soit \(S\) une matrice carrée d’ordre \(n\), à coefficients réels, symétrique déf ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3734

Soit \(E\) un espace euclidien de dimension \(n\). Soit ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3745

Soit \(M \in {\cal O}(n)\).

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3767

Soient \(a_1,\dots,a_n \in \R\) et \(M = (a_ia_j) \in \mathcal{M}_n(\R)\). Montre ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3768

Soit \(\varphi\) l’endomorphisme de matrice dans la base canonique de \(\R^4\) : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3769

Soit \(E = \R_n[x]\). On pose pour ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3773

Soient \(p,q\) deux projecteurs orthogonaux.

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3775

Soit \(M \in \mathcal{M}_n(\R)\) antisymétrique et \(f\) l’endomorphisme de ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3776

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétrique définie positive. Montrer qu’il existe une unique matrice ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3777

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\). Montrer que \(A\) est symétrique définie positi ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3778

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétrique. Pour \(1 \le p \le n\), on note ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3780

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétrique telle qu’il existe \(k \in \N^*\) tel ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3781

Soit \(A = (a_{ij}) \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétrique de valeurs propres ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3782

Soit \(u \in \mathcal{L}(E)\) auto-adjoint tel que \(\mathrm{tr}(u) = 0\).

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3783

Soit \((A_i)\) une famille de matrices \(n\times n\) réelles symétriques commutan ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3784

Soient \(A,B \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétriques, \(B\) définie positive. Montrer ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3785

Soient \(A,B \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétriques positives. Montrer que ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3786

Soient \(A,B \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétriques définies positives. Montrer que ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3789

Soient \(A,B \in \mathcal{M}_n(\R)\) symétriques, \(\lambda,\lambda'\) leurs ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3790

Soient \(h \in \mathcal{L}(E)\) autoadjoint, \(\vec x_0 \in E\) unitaire, ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3798

Soit \(A\in M_n(\R)\) telle que \(A^3={}^t\!A A\). ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3800

Soit \(E\) un espace euclidien et \(s\) une symétrie de  ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3805

Soit \(A\) matrice réelle ; montrer que \(A\) est diagonalisable ssi il existe ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3806

Soient \(A,B\) des matrices de \(\mathcal{M}_n(\R)\) symétriques et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3817

Montrer que toute matrice symétrique réelle positive a ses coefficients diagonaux positifs. Montrer que si l’un des coefficients diagonaux ...