Programme de mathématiques PTSI · semestre 2
Géométrie du plan et de l’espace
Rechercher dans cette partie du programmeTexte 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.
exo7 2494
Montrez que \(d(x,y)=|x-y|\) est bien une distance sur l’ensemble des réels.
exo7 2495
Décrire la boule de centre l’origine et de rayon \(1\) dans les espaces suivants:
exo7 2499
Soient \(||.||_1\) et \(||.||_2\) deux normes sur ...
exo7 2516
Dans un espace normé \(({\cal F} , N)\), on considére l’application ...
exo7 2631
Soit \(C\) le cône d’équation \(z^2= x^2+y^2\) et ...
exo7 2632
Soit \(f\) la fonction définie sur \(\R^2\) par ...
exo7 2654
On considère la fonction \[f(x,y)=(1+2\cos^2(\pi x))(1-\exp(-y^2))+\sin(\pi x).\] Son graphe est reproduit dans l ...
exo7 2671
Sur l’espace \(\R^n\), définir une distance \(d\), telle que ...
exo7 2694
Un segment AB de longueur \(l\) se déplace dans le plan de façon que le point A reste constamment sur ...
exo7 2699
Dans le plan euclidien \(\R^2\), donner des équations paramétriques pour une droite ; un cercle ; une ellipse ; un ...
exo7 2704
Épicycloı̈des, hypocycloı̈des -
Soit \(R >0\) un réel, et ...
exo7 2706
Montrer que la courbe de l’espace d’équations paramétriques ...
exo7 2707
Hélice -
Étudier la courbe paramétrée de l’espace définie
par
...
exo7 2710
Loxodromie de sphère -
On considère la courbe
paramétrique de l’espace définie par
...
exo7 2711
Montrer qu’un cercle \(C\) de diamètre \(a\) et passant par le pôle ...
exo7 2712
Étudier en fonction des paramètres \(a, b >0\) les courbes d’équation ...
exo7 2713
Étudier et tracer les courbes définies en coordonnées
polaires ci-après; s’il y a des branches infinies, les
préciser, et préciser la ...
exo7 2714
Une spirale logarithmique est une courbe d’équation en coordonnées polaires ...
exo7 2715
Montrer que la courbe définie par \[\rho = 1+\tan{\theta\over2}\] admet une asymptote; préciser la position de la ...
exo7 2716
Étudier la courbe définie par \[\theta = t-2\sin t, \qquad \rho =\tan t\] Trouver asymptotes et points doubles. ...
exo7 2778
En utilisant les opérations d’addition \(+\) et de multiplication \(\cdot\) de de ...
exo7 2779
Qu’est -ce qui empêche de définir les mêmes opérations que dans l’exercice précédent sur les ensembles suivants ?
exo7 2937
Soient \(a,b,c \in \C\), affixes de points \(A,B,C\) non alignés. Ca ...
exo7 2938
Soient \(u,v \in \C\) tels que \(u+v \ne 0\). On pose ...
exo7 3168
On note \(U_p = \frac { X (X-1) \cdots (X-p+1) }{p!},\quad p \in \N\), et ...
exo7 3301
Étudier la liberté des familles suivantes :
exo7 3302
On considère que \(\R\) est un \(\Q\)-espace vectoriel.
exo7 3341
Soit \(E\) un \(\R\)-ev et ...
exo7 3569
Soit \(E\) un \(K\)-espace vectoriel de dimension ...
exo7 3604
Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie et ...
exo7 3610
Soit \(M \in \mathcal{M}_n(\R)\) et \(\lambda = a+ib\) une valeur propre non réel ...
exo7 3628
Soit \(E = K_n[X]\). Montrer que la famille \({\cal F} = (f_0,\dots,f_n)\) est u ...
exo7 3635
Soit \(E = K_n[X]\), \(Q \in E\) de degré \(n\) ...
exo7 3636
Soit \(E = K_n[X]\). Soit \(\varphi \in E^*\) telle que : ...
exo7 3638
Soient \(f_1,\dots,f_n : \R \to \R\) \(n\) fonctions linéairement indépendantes. ...
exo7 3639
Soit \(f : {\R^2} \to \R\). On dit que \(f\) est polynomiale si elle est de la fo ...
exo7 3660
Dire si les applications suivantes sont des produits scalaires :
exo7 3661
Trouver une base orthonormée de \(\R_3[X]\) pour le produit scalaire : ...
exo7 3662
Soit \(E = \R_2[X]\) muni du produit scalaire : ...
exo7 3663
Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien. On pose pour \(\vec x \ne \vec 0\) : ...
exo7 3664
Soit \(E\) un espace euclidien.
exo7 3665
On munit \(E = \R_n[X]\) du produit scalaire : Pour \(P = \sum_i a_iX^i\) et ...
exo7 3667
On munit \(\R^n\) du produit scalaire usuel. Soit ...
exo7 3668
Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien et \(p \in \mathcal{L}(E)\) une projecti ...
exo7 3673
Soient \(\vec x_1,\dots,\vec x_n\) des vecteurs d’un espace vectoriel euclidien ...
exo7 3674
Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien, \(u \in \mathcal{L}(E)\) et ...
exo7 3675
Soient \(E\) espace vectoriel euclidien, \(\vec a \in E\) et ...
exo7 3676
Soient \({f_1,f_2,\dots,f_n} : {[0,1]} \to {\R}\) continues.
Existe-t-il ...
exo7 3677
Soit \(M \in \mathcal{M}_n(\R)\) inversible. Montrer qu’il existe une matrice orthogonale, ...
exo7 3680
Soit \(A \in \mathcal{M}_{n,p}(\R)\). Montrer que \(\det(^tAA) \ge 0\).