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Programme de mathématiques PTSI · semestre 2

Géométrie du plan et de l’espace

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586 exercices
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.

L1 Analyse Dérivabilité des fonctions réelles solution

exo7 5411

Soient \(x_1\), \(x_2\),..., \(x_n\), ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5482

Pour \(A=(a_{i,j})_{1\leq i,j\leq n}\in\mathcal{M}_n(\Rr)\), ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5483

Soit \(E\) un \(\Rr\) espace vectoriel de dimension finie. Soit ...

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 5489

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5491

\(\mathcal{B}\) est une base orthonormée directe de \(\Rr^3\) donnée. Montrer que ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5492

Soit \(\mathcal{B}\) une base orthonormée de \(E\), espace euclidien de dimension ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5493

Montrer que \(u\wedge v|w\wedge s=(u|w)(v|s)-(u|s)(v|w)\) et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5495

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

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5496

Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien de dimension \(n\geq1\). Une famille de ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5497

Soit \(P\in\Rr_3[X]\) tel que \(\int_{-1}^{1}P^2(t)\;dt=1\). Montrer que ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5498

Soit \(r\) la rotation de \(\Rr^3\), euclidien orienté, dont l’axe est orienté pa ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5500

Sur \(E=\Rr_n[X]\), on pose \(P|Q=\int_{-1}^{1}P(t)Q(t)\;dt\).

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 5501

Dans \(E_3\) rapporté à un repère \((O,i,j,k)\), on donne les points ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 5502

Dans \(E_3\) rapporté à un repère \((O,i,j,k)\), on donne : la droite ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 5503

Matrice dans la base canonique orthonormée directe de la rotation vectorielle de \(\Rr^3\) autour de ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5504

Dans \(\Rr^3\), espace vectoriel euclidien orienté rapporté à la base orthonormée directe ...

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

exo7 5510

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

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

exo7 5511

Système d’équations cartésiennes de la droite \((\Delta)\) parallèle à la droite ...

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

exo7 5512

Trouver toutes les droites sécantes aux quatre droites \((D_1)\) \(x-1=y=0\), ...

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

exo7 5513

Dans \(\Rr^3\) euclidien rapporté à un repère orthonormé, on donne \(A(2,-2,0)\), ...

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

exo7 5514

Soit \(M(x,y,z)\) un point de \(\Rr^3\) rapporté à un repère orthonormé. Détermin ...

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

exo7 5515

Dans \(\Rr^3\) rapporté à un repère orthonormé, soient \((D)\) ...

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

exo7 5516

Montrer que les plans \((P_1)\) : \(z-2y=5\), ...

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

exo7 5517

Angle des plans \(x+2y+2z=3\) et \(x+y=0\).

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

exo7 5518

Soient \((P_1)~:~4x+4y-7z-1=0\) et \((P_2)~:~8x-4y+z+7=0\). Trouver une équation ...

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

exo7 5519

Déterminer la perpendiculaire commune aux droites \((D)\) et \((D')\) :  ...

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

exo7 5522

Déterminer la distance de l’origine \(O\) à la droite \((D)\) dont un système d’é ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5523

(**) L’astroïde.

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5525

La courbe orthoptique d’une courbe \((\mathcal{C})\) est le lieu des points du plan d’où l’on peut mener (au moins ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5526

Trouver les droites à la fois tangentes et normales à l’arc paramétré :  ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5527

Dans chacun des cas suivants, trouver une paramétrisation rationnelle de la courbe proposée puis construire

...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5528

Trouver une équation cartésienne des supports des arcs suivants :

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 5529

Soit \(T\) l’intersection de \((Ox)\) et de la tangente en ...

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5531

Etude complète de la courbe d’équation polaire \(r=\frac{2\cos\theta+1}{2\sin\theta+1}\).

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5532

Soit la courbe d’équation polaire \(r=a(1+\cos\theta)\), \(a>0\).

L2 Géométrie Courbes planes solution

exo7 5533

Construire la courbe d’équation cartésienne \(x^2(x^2+y^2)-(y-x)^2=0\) après être passé en polaires .

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5542

Le plan est rapporté à un repère orthonormé \(\mathcal{R}=(0,\overrightarrow{i},\overrightarrow{j})\). Nature et é ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5545

Déterminer l’orthoptique d’une parabole , c’est-à-dire l’ensemble des points du plan par lesquels il passe deux tangentes à la parabole, perpendicu ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5546

Droite de Simson. Soit \((A,B,C)\) un triangle et ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5547

\((\mathcal{C})\) est le cercle de diamètre \([A,B]\). ...

L2 Géométrie Conique solution

exo7 5548

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

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 5560

Soit \(a\) un réel strictement positif donné. Trouver le minimum de ...

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 5569

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

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5574

Calculer pour \(p\) et \(q\) entiers naturels donnés les intégrales suivantes : ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5608

Soient \(I=\left( \begin{array}{cc} 1&0\\ 0&1 \end{array} \right)\) 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 5772

Soit \(E =\Rr[X]\). On munit \(E\) du produit scalaire ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5773

Soit \(E=\Rr[X]\). Pour \((P,Q)\in E^2\), on pose ...