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Programme de mathématiques MPSI, MP2I · semestre 2

Espaces vectoriels et applications linéaires

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964 exercices
Texte officiel du programme

Les objectifs de cette section sont les suivants :

  • acquérir les notions de base relatives aux espaces vectoriels et à l’indépendance linéaire ;
  • reconnaître les problèmes linéaires et les traduire à l’aide des notions d’espace vectoriel et d’application linéaire ;
  • définir la notion de dimension, qui décrit le nombre de degrés de liberté d’un problème linéaire ; on insistera sur les méthodes de calcul de dimension et on fera apparaître que ces méthodes reposent sur deux types de représentation : paramétrisation linéaire d’un sous-espace, description d’un sous-espace par équations linéaires ;
  • présenter quelques notions de géométrie affine, afin d’interpréter géométriquement certaines situations.

En petite dimension, l’intuition géométrique permet d’interpréter les notions de l’algèbre linéaire, ce qui facilite leur extension au cas général ; on en tirera parti par de nombreuses figures.

Le corps $\mathbb{K}$ est égal à $\mathbb{R}$ ou $\mathbb{C}$. Tout développement théorique sur les espaces de dimension infinie est hors programme.

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6393

Soit \(E\) un espace euclidien de dimension \(n\) et ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6395

Soit \(f\) une application qui préserve les rapports de longueur : ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6396

Soit \(A B C\) un triangle isocèle en \(A\) non equilatéral, le but de cet exerci ...

L3 Algèbre et géométrie Isométrie euclidienne

exo7 6397

Soient \(f\), \(g\) deux isométries du plan affine euclidien ...

L3 Algèbre et géométrie Géométrie différentielle élémentaire de R^n

exo7 6402

Montrer que \(3\) points \(x, y\) et \(z\) sont ...

L3 Algèbre et géométrie Groupe orthogonal et quaternions

exo7 6411

Rappelons qu’une application \(g\in SO(3)\) est dite retournement si ...

L3 Algèbre et géométrie Groupe orthogonal et quaternions

exo7 6415

On considère l’application \(\xi_s(q)=-sqs^{-1}\ (s\in(\R^3)^*,\ q\in\R^3).\) Montrer que ...

L3 Topologie Continuité, uniforme continuité

exo7 6775

(D’abord un cas particulier) Dans \(\Rr^3\) on considère les objets suivants : le demi-espace ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6868

Montrer que les ensembles ci-dessous sont des espaces vectoriels (sur \(\Rr\)) :

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 6870

Soient \(v_1=(2,1,4)\), \(v_2=(1,-1,2)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 6871

Par des considérations géométriques répondez aux questions suivantes :

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 7033

Soient \(a_1 ,...,a_n\) des points du plan complexe.
Déterminer à quelle(s) condition(s) il existe au moins ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7048

On donne un cercle \(\mathcal C\) (sans son centre).

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7050

Soit \(ADC\) un triangle équilatéral et \(B\) le symétrique de ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7051

On donne un segment \([AB]\).

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7058

Dans tout l’exercice, on fixe \(R>0\). Dénombrer et construire les cercles de rayon ...

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

exo7 7066

Soit \(ABC\) un triangle équilatéral. Pour tout point \(M\) à l’intérieur du tria ...

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

exo7 7075

Soit \(ABC\) un triangle dont on note \(a\), ...

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

exo7 7076

On donne un cercle \(\mathcal C\) (de centre \(O\)), un point ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7077

Soit \(\mathcal D\) une droite et \(\sigma\) la réflexion orthogonale suivant cet ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7078

On donne deux points \(A\) et \(B\). Soit ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7079

À quelle condition sur quatre points \(P_1, ... P_4\) existe-t-il une homothétie ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7080

On donne un nombre impair de points du plan \(M_1\), ...\(M_n\). Existe-t-il un p ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7084

On donne deux cercles. Déterminer le nombre de tangentes communes aux deux cercles et tracer ces tangentes.

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7085

Soit \(ABC\) un triangle. Construire un carré dont un sommet appartient à ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7087

Soient \([AB]\) et \([CD]\) deux segments parallèles de longueurs différentes. Mo ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7088

Soit \(\mathcal D\) une droite, \(A\) et \(B\) d ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7090

Soit \(ABCD\) un parallélogramme, et \(M\) un point sur la diagonale ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7091

On donne un cercle \(\mathcal C\) (de centre \(O\)), un point ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7092

On donne trois cercles disjoints, de rayons distincts et à l’extérieur les uns des autres. Chacune des trois paires de cercles fournit deux tangent ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7093

Soit \(ABCD\) un rectangle et \(M\) un point du plan.

On note ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7094

Soient \(D\) et \(D'\) deux droites. Soient ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7095

Soient \(ABC\) et \(A'B'C'\) deux triangles (non aplatis) sans sommet ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7096

Soient \(f\) et \(g\) deux homothéties de même rapport et de centres distincts. D ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7097

Soit \(\mathcal C\) un cercle et \(D\) une droite. Construire une droite parallèl ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7098

On donne deux droites parallèles et un point \(A\) entre les deux droites. Dénombrer et tracer les cercles passant ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7099

On donne deux droites parallèles et un point \(A\) entre les deux droites. Dénombrer et tracer les cercles passant ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7100

Soient \(A\), \(B\), \(C\) et ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7101

Soient \(C\) et \(C'\) deux cercles sécants de centres ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7103

Construire un octogone régulier inscrit dans un carré donné (c’est-à-dire un octogone dont quatre des huit cotés s’appuient sur les cotés du carré) ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7104

On considère un carré \(ABCD\) et on place quatre points \(E\), ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7109

Soit \(BOA\) un triangle indirect isocèle en \(O\), ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7110

Soit \(ABCD\) un carré, \(E\) le symétrique de ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7111

On considère trois droites parallèles \(D_1\), \(D_2\) et ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7116

Soit un quadrilatère convexe \(ABCD\). Les points \(E\), ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7117

Soient \(ABCD\) et \(AB'C'D'\) des carrés de même orientation et de c ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7135

Soit \(\mathcal D\) une droite et \(A\) et \(B\) ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7144

Soit \(\mathcal C\) un cercle et \(P\) un point du plan. On considère une droite ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne solution

exo7 7152

Soit \(ABCD\) un carré direct de côté \(1\), et soient ...