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Programme de mathématiques PCSI · semestre 2

Espaces vectoriels et applications linéaires

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772 exercices
Texte officiel du programme

Les objectifs de cette section sont les suivants :

  • acquérir les notions de base relatives aux espaces vectoriels et à l’indépendance linéaire ;
  • reconnaître les problèmes linéaires et les traduire à l’aide des notions d’espace vectoriel et d’application linéaire ;
  • définir la notion de dimension, qui décrit le nombre de degrés de liberté d’un problème linéaire ; on insistera sur les méthodes de calcul de dimension et on fera apparaître que ces méthodes reposent sur deux types de représentation : paramétrisation linéaire d’un sous-espace, description d’un sous-espace par équations linéaires.

En petite dimension, l’intuition géométrique permet d’interpréter les notions de l’algèbre linéaire, ce qui facilite leur extension au cas général : on en tirera parti par de nombreuses figures.

$\mathbb{K}$ désigne $\mathbb{R}$ ou $\mathbb{C}$. Tout développement théorique sur les espaces de dimension infinie est hors programme.

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 5379

Soit \(E\) un ensemble contenant au moins \(n\) éléments et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5487

Soit \(a\) un vecteur non nul de l’espce euclidien \(\Rr^3\). On définit ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5488

Matrice de la projection orthogonale sur la droite d’équations \(3x=6y=2z\) dans la base canonique orthonormée de ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5489

\(E=\Rr^3\) euclidien orienté rapporté à une base orthonormée directe ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5495

Soit \((e_1,...,e_n)\) une base quelconque de \(E\) euclidien. Soient ...

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

exo7 5507

Dans \(\Rr^3\) affine, déterminer le réel \(a\) pour que les droites ...

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

exo7 5508

Dans \(\Rr^3\), équation du plan \(P\) parallèle à la droite ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5509

Dans \(\Rr^3\), soient \((D)\) ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5548

Soit, dans \(\Rr^3\) rapporté à un repère orthonormé ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5550

Soit \(P\) un polynôme de degré \(3\) à coefficients réels. Montrer que la courbe ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5563

Soient \(F\) et \(G\) deux sous-espaces vectoriels ...

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 5566

Les familles suivantes de \(\Rr^4\) sont-elles libres ou liées ? Fournir des relations de dépendance linéaire quan ...

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 5568

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

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5569

Soit \(f_a(x)=|x-a|\) pour \(a\) et \(x\) réels. ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5570

On pose \(f_a(x)=e^{ax}\) pour \(a\) et \(x\) ré ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5572

\(E=\Rr_n[X]\). Pour \(0\leqslant k\leqslant n\), on pose ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5573

Soient \(a_0\),..., \(a_n\) \(n+1\) nombres comp ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5575

Soient \(F\) et \(G\) deux sous-espaces vectoriels d’un espace vectoriel de dimen ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5576

Soient \(F\), \(G\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5577

Soient \(F_1\), \(F_2\),..., ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5578

Soit \(E\) un \(\Kk\)-espace vectoriel de dimension ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5579

Soient \((x_1,..,x_n)\) une famille de \(n\) vecteurs de rang ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5580

Soient \(E\) et \(F\) deux espaces vectoriels de dimension finie et soient ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5581

Soient \(E\), \(F\) et \(G\), trois ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5582

Soient \(E\) un espace de dimension finie et \(F\) et ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5583

Soient \(E\) un espace vectoriel non nul de dimension finie et \(f\) un endomorph ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5584

Soient \(E\) un espace de dimension finie \(n\) non nulle et ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5586

Soient \(E\) un espace vectoriel et \(f\) un endomorphisme de ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5587

Soit \(E\) un espace vectoriel non nul. Soit \(f\) ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5589

Soient \(p\) et \(q\) deux projecteurs d’un ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5590

Soit \(E\) un espace de dimension finie. Montrer que la trace d’un projecteur est s ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5591

Soient \(p_1\),..., \(p_n\) ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5592

Soit \(E\) un \(\Cc\)-espace de dimension finie ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5593

Soit \(E\) un espace vectoriel. Soit \(G\) un sous-groupe fini de ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5595

Soit \(G\) un sous-groupe de \(GL(E)\) avec ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5597

Montrer que tout hyperplan de \(M_n(\Rr)\) contient des matrices inversibles.

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5598

Soient \(E\) un \(\Cc\)-espace vectoriel de dimension finie et ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5599

Soient \(E\) un \(\Cc\)-espace vectoriel non nul de dimension finie ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5600

Soit \(E\) un \(\Cc\)-espace vectoriel de dimension finie non nulle. Soient ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5601

Soient \(E\) et \(F\) deux \(\Kk\)-espaces vecto ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 5602

Soit \(E=\Kk_n[X]\). \(u\) est l’endomorphisme de ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5608

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

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5619

Soit \(f\) une forme linéaire sur \(\mathcal{M}_n(\Cc)\) telle que ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5621

Soient \(A\) une matrice carrée de format \(n\) et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5629

Soient \(n\in\Nn^*\) et \(E=\Cc_n[X]\). Pour ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5630

Sur \(E =\Rr_3[X]\), on pose pour tout \(P\in E\), ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5631

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