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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.

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1685

Soient \(E\) un \(\Rr\)-espace vectoriel de dimension finie, ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1695

Soit \(\rho\) l’application de \(\R_4[X]\) dans lui-même qui à un polynôme ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1698

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

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1699

Soit \(u\in\mathcal{L}(\R^4)\) de matrice dans la base canonique : ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1723

Soit le \(\Rr\)-espace vectoriel ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 1725

Soit \(E\) un \(\mathbb{K}\)-espace vectoriel de dimension finie et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 1804

Soit \(a\in {\Rr}^{2}\) fixé ; l’application ...

L3 Topologie Espace vectoriel normé

exo7 1874

Soient \((E,\|\cdot\|_E)\) et \((F,\|\cdot\|_F)\) deux espaces vectoriels normés. ...

L3 Topologie Espace vectoriel normé

exo7 1875

Soit \(E\) l’espace vectoriel des fonctions continues de \([-1,1]\) à valeurs dan ...

L3 Topologie Espace vectoriel normé

exo7 1884

Soit \((E,N)\) un espace vectoriel normé. Montrer : ...

L3 Topologie Espace vectoriel normé solution

exo7 1900

 

I Préliminaires

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

exo7 1957

Les trois points \(A\), \(B\) et \(C\) de ...

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

exo7 1958

Dans l’exercice suivant, on considère des couples de deux droites \(D_1\) et ...

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

exo7 1959

On considère les deux droites du plan \(D : 2x-3y+4 = 0\) et ...

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

exo7 1960

On considère le triangle \(ABC\) dont les côtés ont pour équations ...

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

exo7 1961

On considère dans \(P\) trois points \(A\), ...

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

exo7 1963

Soient \((A_1,A_2,A_3)\) et \((B_1,B_2,B_3)\) deux systèmes de trois points align ...

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

exo7 1968

Un cône d’un espace vectoriel est une partie \(K\) telle que : ...

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

exo7 1970

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

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

exo7 1971

Une bimédiane d’un tétraèdre est une droite qui passe par les milieux de deux arêtes opposées. Montrer que les trois bimédianes sont concourantes. ...

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

exo7 1972

Soient \(A, B, C\) trois points non alignés d’un plan affine. Déterminer l’ensemble des points ayant mêmes coordon ...

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

exo7 1973

Soit \(R_{1} = (0, e_{1}, e_{2}, e_{3})\) un repère cartésien d’un espace affine. Soient ...

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

exo7 1974

Soient \((D_{i})_{i = 1 \ldots 4}\) quatre droites du plan affine sécantes deux à deux en six points distincts. Si ...

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

exo7 1975

Soient \((D_{i} : u_{i}x + v_{i}y + h_{i} = 0)_{i = 1 \ldots 3}\) trois droites du plan affine. Montrer qu’elles s ...

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

exo7 1976

Soient \(A, B, C\) trois points non alignés d’un plan affine.

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

exo7 1977

Soit \(E\) un espace affine et f une application affine de \(E\) dans ...

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

exo7 1978

Soient \(f\) et \(g\) deux applications affines de ...

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

exo7 1979

Reconnaître les application affines de \(\Rr^{3}\) suivantes : ...

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

exo7 1980

Soit \(E\) un espace affine, \(f\) une application affine de ...

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

exo7 1981

Soit \(E\) un espace affine et \(f\) une application affine de ...

L2 Géométrie Isométrie vectorielle

exo7 1984

Soit \(E\) euclidien orienté de dimension 3 et \(a\in E\).
Soit ...

L2 Géométrie Isométrie vectorielle

exo7 1988

Reconnaître les transformations géométriques dont les matrices respectives dans la base canonique de \(\Rr^{3}\) s ...

L2 Géométrie Isométrie vectorielle

exo7 1989

Soit \(R\) une rotation de \(\Rr^{3}\) d’axe ...

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

exo7 1992

On considère la famille des droites \(D_{\lambda} : x + \lambda y + 1 =0\), où ...

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

exo7 1993

On considère les trois points de \(P\) : \(A(2,-3)\), ...

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

exo7 1995

Soit \((0, \vec{i}, \vec{j})\) un repère du plan. Déterminer l’expression analytique dans ce repère de la réflexio ...

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

exo7 1996

Soit \(G\) un sous-groupe fini de l’ensemble des isométries du plan. Montrer que ...

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

exo7 1999

Soient \(A\) et \(B\) deux points du plan et ...

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

exo7 2000

Soient \(A, B, C\) les sommets d’un triangle équilatéral de coté \(1\). Détermine ...

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

exo7 2001

Soient \(A\) et \(B\) deux points du plan et ...

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

exo7 2002

Quelle est l’application ...

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

exo7 2008

Soit \(ABCD\) un carré direct et \(M\) un point de la droite ...

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

exo7 2010

Les quatre points \(A\), \(B\), \(C\) et ...

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

exo7 2011

Trouver une équation du plan \((P)\) défini par les éléments suivants, où \(A\), ...

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

exo7 2012

Les plans suivants sont-ils parallèles ou sécants? Dans ce dernier cas, donner un vecteur directeur de la droite ...

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

exo7 2013

Quelle est la nature de l’intersection des trois plans suivants? Si c’est un point en donner les coordonnées, si c’est une droite en donner un vect ...

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

exo7 2014

Les droites suivantes sont-elles sécantes, parallèles ou non coplanaires ? Si elles sont sécantes donner leur point d’intersection et si elles sont ...

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

exo7 2015

Dans chacun des cas suivants dire si la droite \((D)\) et le plan \((P)\) sont pa ...

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

exo7 2016

On considère les cinq points suivants: \(A(1,2,-1)\), \(B(3,2,0)\), ...

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

exo7 2017

Soient \(D_1\), \(D_2\) et \(D_3\) trois droites ...