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Programme de mathématiques PCSI · semestre 1

d) Ensemble des matrices carrées

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259 exercices
Texte officiel du programme
ContenusCapacités et commentaires
Ensemble $\mathscr{M}_n(\mathbb{K})$.
Non commutativité si $n\geqslant 2$. Exemples de diviseurs de zéro, d’éléments nilpotents.
Matrice identité, matrice scalaire.
Notation $I_n$.
Matrices symétriques, antisymétriques.
Notations $\mathscr{S}_n(\mathbb{K})$, $\mathscr{A}_n(\mathbb{K})$.
Formule du binôme.
Produit de matrices diagonales, de matrices triangulaires supérieures, inférieures.
Application au calcul de puissances.
Matrice inversible, inverse. Groupe linéaire.
Notation $\mathrm{GL}_n(\mathbb{K})$. On vérifie les propriétés lui conférant une structure de groupe, mais la définition axiomatique des groupes est hors programme.
Inverse d’une transposée.
Inverse d’un produit de matrices inversibles.
Les opérations élémentaires préservent l’inversibilité.
Calcul de l’inverse d’une matrice, par opérations élémentaires ou par résolution du système $AX=Y$.
Toute technicité est exclue.
Condition nécessaire et suffisante d’inversibilité d’une matrice triangulaire ; l’inverse d’une matrice triangulaire inversible est triangulaire.
Cas particulier des matrices diagonales.
L1 Algèbre Matrice

exo7 2750

Les matrices suivantes sont-elles inversibles? Si oui, calculer leurs inverses. ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 2754

Calculer les déterminants des matrices suivantes : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 2756

Calculer les déterminants des matrices suivantes : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 2757

Calculer les déterminants des matrices suivantes : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 2759

Calculer les inverses des matrices suivantes de deux manières différentes : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 2760

En utilisant le déterminant montrer que chacun des systèmes suivants admet une solution unique. Résoudre chacun de ces système en inversant la matr ...

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 2764

Trouver une matrice carrée inversible \(P\) telle que \(B = PAP^{-1}\) soit diago ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 2768

Résoudre de quatre manières différentes le système suivant (par substitution, par la méthode du pivot de Gauss, en inversant la matrice des coeffic ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 2773

Pour quelles valeurs de \(a\) la matrice ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 2774

Soit \(a\) et \(b\) deux réels et \(A\) la matri ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 2776

On désigne par \(\{e_1, e_2, \dots, e_n\}\) la base canonique de \(\mathbb{R}^n\) ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3361

Soit \(M \in \mathcal{M}_n(\Q)\). Comparer les énoncés :

1: ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 3362

On note ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3388

Soit \(M \in \mathcal{M}_n(\Z)\). Montrer que \(M \in GL_n(\Z)\) si et seulement ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3408

Étudier l’existence de solutions du système : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3409

Étudier l’existence de solutions du système :

...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3410

Étudier l’existence de solutions du système : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3411

Étudier l’existence de solutions du système : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3412

Étudier l’existence de solutions du système : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3414

Étudier l’existence de solutions du système : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3418

Étudier l’existence de solutions du système : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3423

Soient \(\alpha_1, \dots, \alpha_n\), \(n\) scalaires distincts et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3426

Soient \(A \in \mathcal{M}_{p,q}(K)\) et \(B \in \mathcal{M}_{q,p}(K)\). Montrer ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3427

Soit \(A = (a_{ij}) \in \mathcal{M}_n(K)\) et \(A' = ((-1)^{i+j}a_{ij})\). Co ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3428

Soit \(M\) une matrice carrée d’ordre \(n\), et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3429

Soient \(A,B \in \mathcal{M}_n(\R)\) telles que \(AB = BA\). Montrer que ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3430

Soient \(A,B,C,D \in \mathcal{M}_n(K)\) avec \(A\) inversible et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3431

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(\R)\). Étudier le rang de \(\text{com}(A)\) en fonctio ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3432

Soit \(n\ge 2\) et \(A \in \mathcal{M}_n(K)\).

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3435

Soit \(A = (a_{ij}) \in \mathcal{M}_n(\R)\). Démontrer que : ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3439

Soient \(u,n \in \mathcal{L}(E)\) deux endomorphismes d’un \(\C\)-ev de dimension ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3441

On note \(SL_n( K) = \{ M \in \mathcal{M}_n(K) \text{ tq } \det M = 1 \}\).

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3442

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(K)\) et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3444

Soient \(E\) un ensemble quelconque et \({f_1, \dots, f_n} : E \to K\) des foncti ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3445

Soit \(A = (a_{ij}) \in \mathcal{M}_n(K)\) telle qu’il existe \(a \ne 0\) tel que ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3446

Soit \((S) \iff AX = B\) un système linéaire de \(n\) équations à ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3449

Soit un déterminant symétrique réel d’ordre impair dont les coefficients sont entiers, les diagonaux étant de plus pairs. Montrer que ce déterminan ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3450

Soit \(M=(a_{ij})\in\mathcal{M}_{np}(K)\) et \(q\in[[1,\min(n,p)]]\).

Pour ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3451

Calculer les déterminants suivants :

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3452

Déterminer les cas d’annulation des déterminants suivants, puis les calculer :

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3453

Soient \({a,b,c,d} : \R \to \R\) des fonctions dérivables et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3454

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(K)\) et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3455

Soit \(n\in\N^*\), \((a_1,a_2,\ldots,a_n)\in{(\R^*_+)}^n\), ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3457

On note \(\omega = e^{2i\pi/n}\), \(\alpha = e^{i\pi/n}\) et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3459

Soit \(k \le n-1\) et \(M = \Bigl( (x_i+y_j)^k \Bigr)\). Écrire ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3460

Soit \(P \in K_{n-1}[X]\) et \(A = \Bigl( P(i+j) \Bigr) \in \mathcal{M}_n(K)\). ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3462

Chercher ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3463

Chercher ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3465

Soient \(A \in \mathcal{M}_{3,2}(K),\ B \in \mathcal{M}_{2,2}(K),\ C \in \mathcal{M}_{2,3}(K)\) telles que ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3467

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(K)\) inversible et \(B\) la matrice obtenue en échange ...