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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 Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5632

Soient \(n\in\Nn^*\) puis \(\varphi_1\),..., ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5633

Soient \(n\in\Nn^*\) puis \(\varphi_1\),..., ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 5640

Calculer \(\text{det}(\sin(a_i+a_j))_{1\leqslant i,j\leqslant n}\) où \(a_1\),... ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 5641

Calculer \(\text{det}(a_i+b_j)_{1\leqslant i,j\leqslant n}\) où \(a_1\),..., ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 5654

Soit \(f\) qui à \(P\) élément de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 5655

Soit \(E=\Rr_{3}[X]\). Pour \(P\) élément de ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 5674

\(E =C^0(\Rr,\Rr)\). Pour \(f\) élément de \(E\) ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur solution

exo7 5679

Soit \(f\) un endomorphisme d’un \(\Kk\)-espace vectoriel de dimension finie et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5775

On note \(E\) l’ensemble des suites réelles de carrés sommables c’est-dire les suites réelles ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5796

Soit \(f\) une application de \(\Cc\) dans ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5797

Trouver tous les endomorphismes de \(\Rr^3\) vérifiant ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5801

Valeurs et vecteurs propres de l’endomorphisme de \(\Rr^3\) euclidien orienté défini par

...
L2 Géométrie Conique solution

exo7 5821

L’espace de dimension \(3\) est rapporté à un repère orthonormé \((O,i,j,k)\). On ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5837

Trouver les plans tangents à la surface \((\mathcal{S})\) d’équation \(x-8yz=0\) ...

L2 Analyse Topologie solution

exo7 5854

On munit \(E=\Rr[X]\) de la norme \(\|\;\|_\infty\) définie par : ...

L2 Analyse Suite et série de fonctions solution

exo7 5871

Soit \(\overrightarrow{\omega}\in\Rr^3\). Pour \(\overrightarrow{x}\in\Rr^3\), on ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5900

Soit \((E,\|\;\|)\) un espace vectoriel normé et \(B=\{x\in E/\;\|x\| < 1\}\). ...

L1 Analyse Suite

exo7 602

Soient \(f\) et \(g\) deux formes linéaires sur un espace vectoriel ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6073

Soit \(E\) et \(F\) deux espaces vectoriels normés et on note ...

L3 Topologie Compacité

exo7 6188

Soit \(E\) un espace vectoriel normé sur \(\Cc\) de boule unité fermée ...

L3 Topologie Application linéaire bornée

exo7 6204

On désigne par \(E\) l’espace \(C([-1,1])\) muni de la norme uniforme et par ...

L3 Topologie Application linéaire bornée solution

exo7 6207

Soit \(K\) un compact convexe d’un evn \(E\). Soit ...

L3 Topologie Théorème du point fixe

exo7 6237

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

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles solution

exo7 6258

Soit \(E\) et \(F\) deux evn sur \(\Cc\). Une ap ...

L3 Equation différentielle Solution maximale

exo7 6318

On considère l’équation différentielle du second ordre \[({\cal E})\quad\quad y''+ y=f(x)\] où ...

L3 Equation différentielle Autre

exo7 6363

Soit \(A\in {\cal L}(\Rr^n)\) et \(0<\rho=\sup\{|\lambda|;\ \lambda\) valeur p ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6388

Déterminer la nature des applications suivantes : \(\Rr^2 \rightarrow \Rr^2\), ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6389

Notons \(l \subset \Rr^2\) une droite affine et \(\tau_l\) la réflexion par rappo ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6391

Une application du type \(G(l,a)= \tau _l. t_a\) s’appelle réflexion glissée si le vecteur ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6395

Soit \(f\) une application qui préserve les rapports de longueur : ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6396

Soit \(A B C\) un triangle isocèle en \(A\) non equilatéral, le but de cet exerci ...

L3 Algèbre et géométrie Groupe orthogonal et quaternions

exo7 6411

Rappelons qu’une application \(g\in SO(3)\) est dite retournement si ...

L3 Algèbre et géométrie Groupe orthogonal et quaternions

exo7 6415

On considère l’application \(\xi_s(q)=-sqs^{-1}\ (s\in(\R^3)^*,\ q\in\R^3).\) Montrer que ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6775

(D’abord un cas particulier) Dans \(\Rr^3\) on considère les objets suivants : le demi-espace ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6868

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

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6869

Décrire les sous-espaces vectoriels de \(\Rr\) ; puis de \(\Rr^2\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6870

Soient \(v_1=(2,1,4)\), \(v_2=(1,-1,2)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6871

Par des considérations géométriques répondez aux questions suivantes :

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 7033

Soient \(a_1 ,...,a_n\) des points du plan complexe.
Déterminer à quelle(s) condition(s) il existe au moins ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7048

On donne un cercle \(\mathcal C\) (sans son centre).

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

exo7 7076

On donne un cercle \(\mathcal C\) (de centre \(O\)), un point ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7077

Soit \(\mathcal D\) une droite et \(\sigma\) la réflexion orthogonale suivant cet ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7078

On donne deux points \(A\) et \(B\). Soit ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7079

À quelle condition sur quatre points \(P_1, ... P_4\) existe-t-il une homothétie ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7080

On donne un nombre impair de points du plan \(M_1\), ...\(M_n\). Existe-t-il un p ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7085

Soit \(ABC\) un triangle. Construire un carré dont un sommet appartient à ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7087

Soient \([AB]\) et \([CD]\) deux segments parallèles de longueurs différentes. Mo ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7088

Soit \(\mathcal D\) une droite, \(A\) et \(B\) d ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7090

Soit \(ABCD\) un parallélogramme, et \(M\) un point sur la diagonale ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7091

On donne un cercle \(\mathcal C\) (de centre \(O\)), un point ...