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Programme de mathématiques PTSI · semestre 2

Espaces vectoriels et applications linéaires

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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.

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3327

Soient \(E,F\) deux \(K\)-ev et ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3328

Soient \(E\), \(F\) deux ev de dimensions finies et ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3329

Soit \(E\) un ev de dimension finie et \(f,g \in \mathcal{L}(E)\). Établir :

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3330

Soit \(E\) un ev de dimension finie et \(f \in \mathcal{L}(E)\). Montrer que les ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3331

Soit \(E\) un ev de dimension finie et \(f,g \in \mathcal{L}(E)\) tels que ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3332

Soient \(E,F\) deux ev, \(E\) de dimension finie, et ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3333

Soient \(E\) un ev de dimension finie et \(f,g \in \mathcal{L}(E)\) tels que ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3334

Soit \(f \in \mathcal{L}(E)\) tel que \(f^3 = 0\).

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3335

Soit \(E\) de dimension finie et \(f,g \in \mathcal{L}(E)\) tels que : ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3336

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie et ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3337

Soient \(E,F,G\) trois \(K\)-ev avec \(\dim(G)\) ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3338

Soient \(E\) en ev de dimension finie et \(f \in \mathcal{L}(E)\).

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3339

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension finie. Le centre de ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3340

Soit \(f \in \mathcal{L}(E,F)\).

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3341

Soit \(E\) un \(\R\)-ev et ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3342

Soit \(E\) un \(K\)-ev et ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3343

Un endomorphisme \(f \in \mathcal{L}(E)\) est dit nilpotent s’il existe ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3344

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

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3345

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

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3346

Soit \(E\) un ev de dimension \(n\) et ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3347

Soit \(E\) un ev de dimension 3 et \(u\in \mathcal{L}(E)\) tel que ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3348

Soit \(E\) un ev de dimension supérieure ou égale à 3 et ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3349

Soit \(E\) un ev de dimension finie et \(f \in \mathcal{L}(E)\). On pose ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3350

Soit \(f \in \mathcal{L}(E)\). On pose \(K = \mathrm{Ker} f\), ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3351

Soient \(u,v \in \mathcal{L}(E)\). Déterminer le rang de l’endomorphisme de ...

L2 Algèbre Groupe, anneau, corps

exo7 3352

Soit \(E\) un ev de dimension finie et \(\cal A\) une sous-algèbre de ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3353

Un idéal à gauche de \(\mathcal{L}(E)\) est un sev \({\cal I}\) de ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3354

Soit \(E\) un ev de dimension \(n\) et ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3355

Soit \(f\in \mathcal{L}(E)\) telle que \(f^2 = 0\). Montrer qu’il existe ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3356

Soit \(f\) un endomorphisme donné de \(E\) de dimension ...

L1 Algèbre Application linéaire solution

exo7 3357

Soit \(G\) un sous-groupe fini de \(GL(\R^n)\) et ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3358

Soit \(M = (a_{ij}) \in \mathcal{M}_n(K)\). On dit que \(M\) est en dam ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3369

On note \((E_{ij})\) la base canonique de \(\mathcal{M}_n(K)\).

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 3372

Soit \(\alpha \in K\), et \(A,B \in \mathcal{M}_n(K)\). Étudier l’équation d’inc ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3373

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

L1 Algèbre Matrice

exo7 3377

Une matrice carrée \(M\) est dite magique si les sommes des coefficients de ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 3381

Soit \(A = \begin{pmatrix} 1&1\cr 1&1 \cr\end{pmatrix}\). On veut résoudre l’équation dans ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 3382

Soit \({\cal G} \subset \mathcal{M}_n(K)\) tel que pour la multiplication, ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 3383

Soit \(A \in \mathcal{M}_n(K)\) telle que \(A^k = I\ (k \ne 0)\). On pose ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3387

Une partie \({\cal I} \subset \mathcal{M}_n(K)\) est appelée idéal à droite de ...

L1 Algèbre Matrice solution

exo7 3390

Soit \(E = \{ \text{matrices de } \mathcal{M}_n(\R) \text{ antisymétriques}\}\) et ...

L1 Algèbre Matrice

exo7 3406

Soit \(A \in \mathcal{M}{n+1}(\Q)\) telle que \(a_{ij} = C_{j-1}^{i-1}\). Interpr ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3421

Soient \(f_1, \dots, f_n\), \(n\) formes linéaires indépendantes sur un ev ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3422

Soit \(E\) un \(K\)-ev de dimension \(n\) et ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3436

Soient \(\vec a, \vec b, \vec c, \vec d\) quatre vecteurs d’un ev \(E\) de dimens ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire solution

exo7 3437

Soient \(\vec a, \vec b, \vec c, \vec d\) quatre vecteurs d’un ev \(E\) de dimens ...

L2 Algèbre Déterminant, système linéaire

exo7 3440

Soit \(f \in \mathcal{L}(E)\) tel qu’il existe deux sev \(F,G\) supplémentaires e ...

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 3478

Soit \(A \in \mathcal{M}_{2}(K)\). Chercher le rang de l’application ...

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3485

Soient \(p,q\) deux projections de même base \(H\) et de directions ...