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Programme de mathématiques PCSI · semestre 2

Espaces vectoriels et applications linéaires

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772 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.

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.

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

L3 Algèbre et théorie des nombres Forme bilinéaire

exo7 7816

Soit \(f\) une forme bilinéaire symétrique non dégénérée sur un espace vectoriel ...

L3 Algèbre et théorie des nombres Forme bilinéaire

exo7 7890

Montrer qu’en dimension \(2\) le groupe symplectique d’une forme alternée non dégénérée est isomorphe au groupe sp ...

L3 Algèbre et géométrie Groupe orthogonal et quaternions

exo7 7894

Déterminer la nature de l’espace vectoriel \(V\) des matrices anti-hermitiennes (i. e. ...

L2 Géométrie Géométrie affine euclidienne

exo7 7904

Construire à la règle et au compas la tangente à un cercle \(\mathcal{C}\) passant par un point ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 886

Déterminer lesquels des ensembles \(E_1\), \(E_2\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 887

Soit \(\R_+^*\) muni de la loi interne \(\oplus\) définie par ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 888

Parmi les ensembles suivants reconnaı̂tre ceux qui sont des sous-espaces vectoriels.

...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 889

Parmi les ensembles suivants, reconnaı̂tre ceux qui sont des sous-espaces vectoriels :
...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 890

Déterminer si \({ \Rr}^{2}\), muni des lois internes et externes suivantes, est ou n’est pas un ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 891

Dire si les objets suivants sont des espaces vectoriels :

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 892

Montrer que l’ensemble ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 893

Soit \(E\) un espace vectoriel.

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 894

On munit \(\Rr^2\) de l’addition usuelle et de la loi externe ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 895

Montrer que \(\left\{ (x, y, z) \in \Rr^3 /x + y + z = 0 \text{ et } 2x-y + 3z = 0\right\}\) est un sous-espace ve ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 896

Montrer que \[F=\{f\in C(\Rr,\Rr)|\exists (A,\phi )\in \Rr^{2},\forall x\in \Rr,f(x)=A\cos (x+\phi )\}\] est un e ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 897

Soient dans \(\Rr^3\) les vecteurs \(\vec{v_1}(1,1,0)\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 898

Les familles suivantes sont-elles libres ?

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 899

On considère dans \(\Rr^n\) une famille de \(4\) vecteurs linéairement indépendan ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 900

Soient dans \(\Rr^4\) les vecteurs \(v_1=(1,2,3,4)\) et ...

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 903

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

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 904

Soient les vecteurs \(e_1=(1,2,3,4)\), \(e_2=(1,-2,3,-4)\) de ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 905

Soit \(E\) un espace vectoriel sur \(\mathbb{R}\) et ...

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 908

Soit \(E\) le sous-espace vectoriel de \({\Rr}^3\) engendré par les vecteurs ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 909

Prouver que dans \({ \Rr}^{3}\), les vecteurs \(u_{1}=(2,3,-1)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 911

On définit les fonctions suivantes : ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 912

Dans \(\mathcal{F}(\mathbb{R},\mathbb{R})\), les trois fonctions ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 913

Soit \(E\) un \({ \Cc}\)-espace vectoriel et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 914

Peut-on déterminer des réels \(x, y\) pour que le vecteur \(v=(-2,x,y,3)\) appart ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 915

Soient \(f (x) = \cos (x)\), \(g (x) = \cos (x) \cos (2x)\) et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 916

Soit \(\alpha \in \Rr\) et soit \(f_{\alpha} : \Rr\rightarrow \Rr\) la fonction d ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 917

Soit \(\alpha \in \Rr\) et \(f_\alpha : \Rr \to \Rr\), ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 918

Montrer que les familles suivantes sont libres dans \({\Rr}^{{\Rr}},\) et ce quelque soit ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 919

Soient \(v_1=(0,1,-2,1), v_2=(1,0,2,-1), v_3=(3,2,2,-1), v_4 = (0,0,1,0)\) et ...

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

exo7 921

Si \(L,M,N\) sont trois sous-espaces vectoriels de \(E\), a-t-on : ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 922

Soit \(E = \R[X]\) l’espace vectoriel des polynômes. On définit ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 923

Soit \(E = \Delta^1 (\Rr, \Rr)\) l’espace des fonctions dérivables et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 924

Soient \(E\) un espace vectoriel, \(F\) et \(G\) ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 925

Soient \(U, V, W\) des s.e.v. d’un e.v. \(E\), vérifiant ...

L1 Algèbre Espace vectoriel solution

exo7 926

Soit \[E=\big\{(u_{n})_{n\in \Nn}\in \Rr^{\Nn}\ |\ (u_{n})_{n} \text{ converge }\big\}.\] Montrer que l’ensembl ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 928

Soient \(f\) et \(g\), applications de ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 929

Déterminer si les applications \(f_{i}\) suivantes sont linéaires : ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 930

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

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 931

Soient \(F\) et \(G\) deux sous-espaces vectoriels de ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 932

Soit \(f\) une application linéaire de \(\Rr^n\) dans ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 933

Soient : \(E\), \(F\) et \(G\) trois sous espace ...