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Programme de mathématiques PC

Endomorphismes des espaces euclidiens

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246 exercices
Texte officiel du programme

Cette section vise les objectifs suivants :

  • consolider les acquis de la classe de première année sur les espaces préhilbertiens réels ;
  • étudier isométries vectorielles et matrices orthogonales, et les décrire en dimension deux en insistant sur les représentations géométriques ;
  • approfondir la thématique de réduction des endomorphismes dans le cadre euclidien en énonçant les formes géométrique et matricielle du théorème spectral ;
  • introduire la notion d’endomorphisme autoadjoint positif, qui trouvera notamment son application au calcul différentiel d’ordre 2.

Pour les applications courantes en dimension trois, on peut au besoin recourir au produit vectoriel, déjà introduit et connu des étudiants dans l’enseignement des sciences physiques notamment.

La notion d’adjoint est hors programme.

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3746

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3747

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3748

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3749

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3750

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3751

\(E = \mathcal{M}_n(\R)\) muni du produit scalaire : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3752

Quelles sont les matrices \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\) égales à leur comatrice ?

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3753

Trouver les matrices \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\) telles que : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3754

Soit \(P \in {\cal O}(n)\). A l’aide de l’inégalité de Cauchy-Schwarz, démontrer que : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3757

Soit \(G\) un sous groupe compact de \(GL_n(\C)\). Si ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3758

Soit \(E\) un \(\R\)-espace vectoriel de dimension finie et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3760

\({\cal O}_n(\Q)\) est-il dense dans \({\cal O}_n(\R)\) ?

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3761

On considère l’endomorphisme de \(\R^3\) de matrice dans la base canonique : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3764

Soit \({\cal B} = (\vec e_1,\dots,\vec e_n)\) une base non orthonormée de \(E\), ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3765

Soit \(u : E \to E\) telle que : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3766

Diagonaliser dans une base orthonormée :

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 3770

Pour \(P,Q \in \R_n[X]\) on pose ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3771

Soit \(u \in \mathcal{L}(E)\) auto-adjoint. Montrer que ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3772

Soient \(u,v \in \mathcal{L}(E)\) auto-adjoints. Montrer que \(u\circ v\) est aut ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3773

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3774

Quels sont les endomorphismes de \(E\) à la fois auto-adjoints et 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 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 \(\mathrm{tr}(u) = 0\).

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exo7 3783

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

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exo7 3785

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

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exo7 3787

Soit \(f \in \mathcal{L}(E)\). Montrer qu’il existe une base orthonormée ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3788

Soit \(f \in \mathcal{L}(E)\) auto-adjoint et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3789

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

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exo7 3790

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3792

Soit \(f\in\mathcal{L}(E)\). Montrer que ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3793

Soit \(f\in\mathcal{L}(E)\).

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 3799

Soit \(E\) un espace euclidien, \(u\) et \(v\) d ...

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 3801

On note \(P\) l’ensemble des fonctions \(f\) polynomiales par morceaux, continues ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3802

Que peut-on dire de l’adjoint d’un projecteur orthogonal d’un espace euclidien ? Réciproque ?

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3803

Soit \(E = \mathcal{C}([0,1],\R)\) muni du produit scalaire défini par ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3804

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3810

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\C)\) de valeurs propres ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3812

Soit \(S\), matrice orthogonale d’ordre impair, de coefficients fonction de \(t\) ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3813

Déterminer \(a\), \(b\), \(c\), réels non nuls p ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3815

Peut-on définir sur \(\R^2\) une structure euclidienne telle que l’endomorphisme ...

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 ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3818

Pour \(M\in GL_n(\R)\) montrer l’existence de deux matrices orthogonales \(U\) et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3819

Soit \(A\in\mathcal{M}_n(\R)\) telle que \(A^2 = -I_n\).

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3822

Déterminer \(\{M \in {\cal{M}}_n(\R) \text{ tq } M(^tMM)^2=I_n\}\).