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Programme de mathématiques PTSI · semestre 2

Géométrie du plan et de l’espace

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Texte officiel du programme

À l’issue de la terminale, les étudiants connaissent le plan géométrique euclidien et l’espace géométrique euclidien de dimension 3 en tant qu’ensembles de points, la façon d’associer à deux points $A$ et $B$ le vecteur $\overrightarrow{AB}$, ainsi que les propriétés opératoires usuelles. À ce titre, on pourra utiliser la notation $B=A+\vec{u}$, équivalente à $\overrightarrow{AB}=\vec{u}$.

Cette section permet d’illustrer géométriquement la théorie des systèmes linéaires et de renforcer l’intuition géométrique en lien avec l’étude des espaces vectoriels abstraits. Il convient d’avoir recours à de nombreuses figures en dimension 2 et en dimension 3.

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7495

Soit \(A(0,0)\) et \(B(3,0)\) deux points d’un plan affine euclidien muni d’un re ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7496

Soit \(E\) un plan affine euclidien. Soit \(\mathcal{R}=(O,i,j)\) un repère carté ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7498

Rappeler la construction des centres d’homothéties qui envoient un cercle sur un autre de rayon différent.

Construire un cercle tangent à de ...

L1 Algèbre Nombres complexes

exo7 75

Déterminer les nombres complexes \(z\in \Cc^{*}\) tels que les points d’affixes ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7500

Dans l’espace vectoriel euclidien \(\Rr^3\) muni du produit scalaire standard et de la base canonique ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7503

On considère dans le plan euclidien orienté un point \(A\) et la rotation \(r\) d ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7505

On munit le plan affine euclidien \((P,<,>)\) d’un repère orthonormé ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7506

On identifie le plan affine \(\R^2\) muni du produit scalaire standard à l’espace vectoriel ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7507

Démontrer que si \(A, B, C\) sont trois points distincts d’un plan affine euclidien ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7510

Dans l’espace affine \(\mathcal{E}\) muni d’un repère orthonormé ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7517

Soit \((\R_{ev}^3, standard)\) l’espace euclidien standard muni de la base canonique.

Déterminer une base o ...

L3 Géométrie différentielle Espace tangent, application linéaire tangente

exo7 7667

Soit \(S\) la surface de \(\Rr^3\) d’équation ...

L3 Algèbre et théorie des nombres Forme bilinéaire

exo7 7836

Résoudre dans \(\Zz^3\) l’équation \(a^2+b^2=c^2\).

L3 Algèbre et géométrie Groupe orthogonal et quaternions

exo7 7894

Déterminer la nature de l’espace vectoriel \(V\) des matrices anti-hermitiennes (i. e. ...

L1 Analyse Calcul d'intégrales

exo7 794

Soient \(f\) et \(g\) de \({\Rr}^{+}\) dans ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 887

Soit \(\R_+^*\) muni de la loi interne \(\oplus\) définie par ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 888

Parmi les ensembles suivants reconnaı̂tre ceux qui sont des sous-espaces vectoriels.

...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 890

Déterminer si \({ \Rr}^{2}\), muni des lois internes et externes suivantes, est ou n’est pas un ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 891

Dire si les objets suivants sont des espaces vectoriels :

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 892

Montrer que l’ensemble ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 894

On munit \(\Rr^2\) de l’addition usuelle et de la loi externe ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 912

Dans \(\mathcal{F}(\mathbb{R},\mathbb{R})\), les trois fonctions ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 916

Soit \(\alpha \in \Rr\) et soit \(f_{\alpha} : \Rr\rightarrow \Rr\) la fonction d ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 918

Montrer que les familles suivantes sont libres dans \({\Rr}^{{\Rr}},\) et ce quelque soit ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 928

Soient \(f\) et \(g\), applications de ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 966

Soient \(U\) et \(V\) deux ensembles non vides et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 999

On munit \(E={ \Rr}^{*}_{+}\times { \Rr}\) de la loi interne “addition” + : ...

L3 Optimisation Calcul différentiel solution

Gradients matriciels et règle de la chaîne

On se place dans l’espace des matrices réelles \(\mathcal{M}_{p,n}(\mathbb{R})\). On munit cet espace du produit s ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

Lignes de niveau d'un polynôme

Soit \(f\ : \R^{2} \to \R\) définie par \(f(x,y) = x^{2}-4x +y^{2}+6y\).

L2 Analyse Topologie solution

Limite d'une suite dans $\R^2$

Pour tout \(k \in \N\), on pose ...

L3 Analyse de données Apprentissage automatique solution

Optimisation quadratique, moindres carrés

On considère la fonction \(f\) définie sur \([-1, 1]\) par ...

L3 Analyse de données Réseaux de neurones solution

Perceptron multicouche et détection d'un triangle du plan

On considère le triangle \(T\) du plan dont les sommets sont \(A = (1, 1)\), ...

L3 Analyse de données Apprentissage automatique solution

Régression linéaire

On dispose d’observations \((x_1,y_1),\ldots,(x_n,y_n)\). On cherche les "meilleurs" coefficients ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

Sous-espaces vectoriels de $\mathbb{R}^4$

On se place dans \(\mathbb{R}^4\). On considère ...

L1 Analyse de données Réseaux de neurones solution

Une couleur est-elle une nuance de rouge ?

Une couleur est codée par un triplet \((r,g,b)\in[0,1]^3\) (rouge, vert, bleu). Un perceptron à trois entrées de p ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

Vrai/Faux sur les espaces vectoriels

Pour chaque affirmation, dire si elle est vraie ou fausse et justifier.