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Programme de mathématiques BCPST, première année · semestre 2

b) Dimension

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95 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Dimension.
On admet que toutes les bases d’un sous-espace vectoriel ont même cardinal appelé dimension du sous-espace vectoriel.
Dans un espace vectoriel de dimension $p \geq 1$ :
• Toute famille libre peut se compléter en une base.
• Toute famille libre a au plus $p$ éléments.
• Une famille libre ayant $p$ éléments est une base.
• De toute famille génératrice on peut extraire une base.
• Toute famille génératrice a au moins $p$ éléments.
• Une famille génératrice ayant $p$ éléments est une base.
Aucune version plus précise de ce théorème n’est exigible.
Les démonstrations ne sont pas exigibles
On complète ces propositions par l’étude du cas particulier des familles orthogonales de deux ou trois vecteurs de l’espace de dimension 2 ou 3.
Si $E$ et $F$ sont deux sous-espaces vectoriels de $\mathbb{K}^n$ avec $F \subset E$, alors $\dim F \leq \dim E$ ; et si les deux dimensions sont égales, alors $F = E$.
Rang d’une famille finie de vecteurs.
Le rang peut se calculer pratiquement en adaptant la méthode du pivot aux familles finies de vecteurs.
L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3639

Soit \(f : {\R^2} \to \R\). On dit que \(f\) est polynomiale si elle est de la fo ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3640

On note \(f_n(x) = \cos nx\) et \(g_n(x) = \sin nx\) ( ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3646

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie et ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3648

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie \(n\), ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3649

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie \(n\), ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3732

Soit \(E\) un espace vectoriel réel de dimension quelconque, ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5167

Soit \(\Rr^\Nn\) le \(\Rr\)-espace vectoriel des suites réelles (muni des opérati ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5173

Dans \(E=\Rr^4\), on considère ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5183

\(E\) désigne l’espace vectoriel \(\Rr^4\) (muni des opérations usuelles). On con ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5184

Soit \(\Kk\) un sous-corps de \(\Cc\), \(E\) un ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 5265

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

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 5370

Déterminer les matrices \(A\), carrées d’ordre \(n\), telles que pour toute matri ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 5376

Donner une base du sous-espace vectoriel de \(\Rr^5\) défini par :

...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 5496

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

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 5572

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

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 5578

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

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 7410

Dans \(\Rr^4\) on considère les quatre vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 898

Les familles suivantes sont-elles libres ?

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 901

Dans \(\Rr^4\) on considère l’ensemble \(E\) des vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 902

Dans l’espace \(\mathbb{R}^4\), on se donne cinq vecteurs : \(V_1=(1,1,1,1)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 906

Dans \(\mathbb{R}^4\), comparer les sous-espaces \(F\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 907

On suppose que \(v_1, v_2, v_3, \ldots,v_n\) sont des vecteurs indépendants de ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 920

On considère les vecteurs \(v_1=(1,0,0,1)\), \(v_2=(0,0,1,0)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 979

Montrer que les vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 980

Soient \(\vec{v_1}(1,2,3,4), \vec{v_2}(2,2,2,6), \vec{v_3}(0,2,4,4), \vec{v_4}(1,0,-1,2), \vec{v_5}(2,3,0,1)\) d ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 981

Montrer que les vecteurs \(v_1=(0,1,1)\), \(v_2=(1,0,1)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 982

On considère dans \(\mathbb{R}^4\), \(F=\mbox{lin}\{a,b,c\}\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 983

Dans l’espace \(\mathcal{P}_5\) des polynômes de degré \(\leq 5\), on définit les ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 985

Vrai ou faux ? On désigne par \(E\) un \(\mathbb{R}\)-espace vectoriel de dimensi ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 986

Étudier l’indépendance linéaire des listes de vecteurs suivantes, et trouver à chaque fois une base du sous-espace engendré.

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 987

Dans \(\mathbb{R}^3\), les vecteurs suivants forment-ils une base ? Sinon décrire le sous-espace qu’ils engendrent ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 988

Dans \(\mathbb{R}^3\), comparer les sous-espaces \(F\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 989

Dans \(\mathbb{R}^4\), on considère les familles de vecteurs suivantes
...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 991

On désigne par \(E\) un \(\mathbb{R}\)-espace vectoriel de dimension finie. Les p ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 992

Soit \(E=\Rr_n[X]\) l’espace vectoriel des polynômes de degré inférieur ou égal à ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 993

Dans l’espace vectoriel \(\mathcal{P}_2\) des polynômes de degré \(\leq 2\), on c ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 995

Problème de l’interpolation : soit les cinq points \((x_1,y_1)=(-2,3)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 996

Déterminer pour quelles valeurs de \(t\in {\Rr}\) les vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 997

Soit \((\Sigma )\) le système d’équations linéaires : ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 998

Soit \(a\in \R .\) On pose, pour tout \(p\in \Nn : A_p(X)=(X-a)^p\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

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

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

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

Vrai/Faux sur les espaces vectoriels

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