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Programme de mathématiques MPSI, MP2I · semestre 2

D - Sous-espaces affines d’un espace vectoriel

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222 exercices
Texte officiel du programme

Le but de cette partie, qu’il convient d’illustrer par de nombreuses figures, est double :

  • montrer comment l’algèbre linéaire permet d’étendre les notions de géométrie affine étudiées au collège et au lycée et d’utiliser l’intuition géométrique dans un cadre élargi.
  • modéliser un problème affine par une équation $u(x) = a$ où $u$ est une application linéaire, et unifier plusieurs situations de ce type déjà rencontrées.
ContenusCapacités et commentaires
Présentation informelle de la structure affine d’un espace vectoriel : points et vecteurs. Translation.
L’écriture $B = A + \vec{u}$ est équivalente à la relation $\overrightarrow{AB} = \vec{u}$.
Sous-espace affine d’un espace vectoriel, direction. Hyperplan affine.
Intersection de sous-espaces affines.
Sous-espaces affines de $\mathbb{R}^2$ et $\mathbb{R}^3$.
Notion d’équation linéaire, i.e. de la forme $u(x) = a$ où $u \in \mathscr{L}(E, F)$, $a \in F$. L’ensemble des solutions est soit l’ensemble vide, soit un sous-espace affine dirigé par $\operatorname{Ker} u$.
Retour sur les systèmes linéaires, les équations différentielles linéaires d’ordres 1 et 2, les suites arithmético-géométriques, la recherche de polynômes interpolateurs.
L1 Analyse de données Réseaux de neurones

Classification linéaire par un perceptron

Expliquer à l’aide d’un graphique ce que réalise le réseau de neurones suivant :

...

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

exo7 1957

Les trois points \(A\), \(B\) et \(C\) de ...

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

exo7 1958

Dans l’exercice suivant, on considère des couples de deux droites \(D_1\) et ...

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

exo7 1959

On considère les deux droites du plan \(D : 2x-3y+4 = 0\) et ...

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

exo7 1961

On considère dans \(P\) trois points \(A\), ...

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

exo7 1963

Soient \((A_1,A_2,A_3)\) et \((B_1,B_2,B_3)\) deux systèmes de trois points align ...

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

exo7 1972

Soient \(A, B, C\) trois points non alignés d’un plan affine. Déterminer l’ensemble des points ayant mêmes coordon ...

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

exo7 1973

Soit \(R_{1} = (0, e_{1}, e_{2}, e_{3})\) un repère cartésien d’un espace affine. Soient ...

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

exo7 1974

Soient \((D_{i})_{i = 1 \ldots 4}\) quatre droites du plan affine sécantes deux à deux en six points distincts. Si ...

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

exo7 1975

Soient \((D_{i} : u_{i}x + v_{i}y + h_{i} = 0)_{i = 1 \ldots 3}\) trois droites du plan affine. Montrer qu’elles s ...

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

exo7 1976

Soient \(A, B, C\) trois points non alignés d’un plan affine.

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

exo7 1977

Soit \(E\) un espace affine et f une application affine de \(E\) dans ...

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

exo7 1978

Soient \(f\) et \(g\) deux applications affines de ...

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

exo7 1979

Reconnaître les application affines de \(\Rr^{3}\) suivantes : ...

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

exo7 1980

Soit \(E\) un espace affine, \(f\) une application affine de ...

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

exo7 1981

Soit \(E\) un espace affine et \(f\) une application affine de ...

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

exo7 1992

On considère la famille des droites \(D_{\lambda} : x + \lambda y + 1 =0\), où ...

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

exo7 1993

On considère les trois points de \(P\) : \(A(2,-3)\), ...

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

exo7 1995

Soit \((0, \vec{i}, \vec{j})\) un repère du plan. Déterminer l’expression analytique dans ce repère de la réflexio ...

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

exo7 1996

Soit \(G\) un sous-groupe fini de l’ensemble des isométries du plan. Montrer que ...

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

exo7 1999

Soient \(A\) et \(B\) deux points du plan et ...

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

exo7 2000

Soient \(A, B, C\) les sommets d’un triangle équilatéral de coté \(1\). Détermine ...

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

exo7 2001

Soient \(A\) et \(B\) deux points du plan et ...

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

exo7 2002

Quelle est l’application ...

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

exo7 2008

Soit \(ABCD\) un carré direct et \(M\) un point de la droite ...

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

exo7 2010

Les quatre points \(A\), \(B\), \(C\) et ...

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

exo7 2011

Trouver une équation du plan \((P)\) défini par les éléments suivants, où \(A\), ...

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

exo7 2012

Les plans suivants sont-ils parallèles ou sécants? Dans ce dernier cas, donner un vecteur directeur de la droite ...

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

exo7 2013

Quelle est la nature de l’intersection des trois plans suivants? Si c’est un point en donner les coordonnées, si c’est une droite en donner un vect ...

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

exo7 2014

Les droites suivantes sont-elles sécantes, parallèles ou non coplanaires ? Si elles sont sécantes donner leur point d’intersection et si elles sont ...

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

exo7 2015

Dans chacun des cas suivants dire si la droite \((D)\) et le plan \((P)\) sont pa ...

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

exo7 2016

On considère les cinq points suivants: \(A(1,2,-1)\), \(B(3,2,0)\), ...

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

exo7 2017

Soient \(D_1\), \(D_2\) et \(D_3\) trois droites ...

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

exo7 2018

On considère les quatre points suivants: \(A(2,0,0)\), \(B(-1,\sqrt{3},0)\), ...

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

exo7 2019

Donner une condition sur \(m\) pour que les trois plans suivants se coupent sur une même droite. ...

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

exo7 2020

On considère la famille de plans \((P_m)_{m\in \Rr}\) définis par les équations cartésiennes : ...

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

exo7 2021

Déterminer la distance du point \(A\) au plan \((P)\)

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

exo7 2022

On considère les deux droites \((D): \left\{ \begin{array}{l} y-z=3\\ -x-y+2=0 \end{array} \right.\) et ...

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

exo7 2023

On se donne \(2\) droites \(D_1\) et \(D_2\) aya ...

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

exo7 2024

Déterminer les plans bissecteurs de :

\(P: x+y+z+3=0\) et ...

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

exo7 2025

Déterminer l’expression analytique de la réflexion \(s\) de plan \(x + y-z = 1\). ...

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

exo7 2026

Déterminer la distance du point \(M = (1, 2, 3)\) aux droites ...

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

exo7 2027

Soit deux plans ...

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

exo7 2028

Écrire l’équation du plan passant par la droite ...

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

exo7 2029

Soit la droite d’équations ...

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

exo7 2030

Soit les droites \(D\) et \(D'\) non coplanaires : ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 2031

On considère les 4 points \(A\), \(B\), \(C\), ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 2033

On considère les droites et les plans suivants dont les équations sont données dans le repère ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 2034

On considère le point \(A (-2,4,1)\), les vecteurs ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 2038

Soit \(f\) la transformation de l’espace définie analytiquement par ...