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Programme de mathématiques BCPST, seconde année

b) Projection orthogonale

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28 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Orthogonal $F^\perp$ d’un sous-espace vectoriel $F$ de $\mathbb{R}^n$.
L’ensemble $F^\perp$ est un sous-espace vectoriel de $\mathbb{R}^n$ et, pour tout $x\in\mathbb{R}^n$, il existe un unique couple $(x_F,x_{F^\perp})\in F\times F^\perp$ vérifiant $x=x_F+x_{F^\perp}$.
On rappelle que les notions générales de sommes de sous-espaces vectoriels et de projections ne sont pas au programme.
On admet qu’il existe une base orthonormale du sous-espace $F$ dès que $F$ n’est pas réduit au vecteur nul.
On appelle projection orthogonale sur le sous-espace $F$ de $\mathbb{R}^n$ l’application $p$ qui à tout $x\in\mathbb{R}^n$ associe $x_F$.
La projection orthogonale sur le sous-espace $F$ est l’endomorphisme $p$ de $\mathbb{R}^n$ vérifiant $p\circ p=p$, $\mathrm{Im}(p)=F$ et $\mathrm{Ker}(p)=F^\perp$.
Relation $\dim F+\dim F^\perp=n$.
Écriture du projeté orthogonal d’un vecteur de $\mathbb{R}^n$ dans une base orthonormale de $F$.
Distance entre deux vecteurs de $\mathbb{R}^n$.
Définition de la distance d’un vecteur à une partie non vide de $\mathbb{R}^n$. Cas de la distance d’un vecteur à un sous-espace de $\mathbb{R}^n$.
Interprétation en termes de projection orthogonale.
Interprétation de l’ajustement affine par la méthode des moindres carrés en termes de projection sur un sous-espace de dimension 2.
La démonstration n’est pas exigible. Les coefficients de la droite de meilleure approximation au sens des moindres carrés devront être rappelés.
L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

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Soit \((E , \langle , \rangle )\) un espace euclidien et \(F\) un sous-espace ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

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Soit \((E , \langle , \rangle )\) un espace euclidien et \(F\) un sous-espace ...

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L3 Analyse numérique Autre

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Soient

  • \(H=\)span\(\{v_1, \cdots , v_r\}\) le sous–espace vectori ...

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...

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