Parcourir les exercices

Programme de mathématiques PTSI · semestre 2

Géométrie du plan et de l’espace

Rechercher dans cette partie du programme
586 exercices
Texte officiel du programme

À l’issue de la terminale, les étudiants connaissent le plan géométrique euclidien et l’espace géométrique euclidien de dimension 3 en tant qu’ensembles de points, la façon d’associer à deux points $A$ et $B$ le vecteur $\overrightarrow{AB}$, ainsi que les propriétés opératoires usuelles. À ce titre, on pourra utiliser la notation $B=A+\vec{u}$, équivalente à $\overrightarrow{AB}=\vec{u}$.

Cette section permet d’illustrer géométriquement la théorie des systèmes linéaires et de renforcer l’intuition géométrique en lien avec l’étude des espaces vectoriels abstraits. Il convient d’avoir recours à de nombreuses figures en dimension 2 et en dimension 3.

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 2494

Montrez que \(d(x,y)=|x-y|\) est bien une distance sur l’ensemble des réels.

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles solution

exo7 2495

Décrire la boule de centre l’origine et de rayon \(1\) dans les espaces suivants:

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles solution

exo7 2499

Soient \(||.||_1\) et \(||.||_2\) deux normes sur ...

L3 Calcul différentiel Différentiabilité, calcul de différentielles

exo7 2516

Dans un espace normé \(({\cal F} , N)\), on considére l’application ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2631

Soit \(C\) le cône d’équation \(z^2= x^2+y^2\) et ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables solution

exo7 2632

Soit \(f\) la fonction définie sur \(\R^2\) par ...

L2 Analyse Fonction de plusieurs variables

exo7 2654

On considère la fonction \[f(x,y)=(1+2\cos^2(\pi x))(1-\exp(-y^2))+\sin(\pi x).\] Son graphe est reproduit dans l ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 2671

Sur l’espace \(\R^n\), définir une distance \(d\), telle que ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2694

Un segment AB de longueur \(l\) se déplace dans le plan de façon que le point A reste constamment sur ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2699

Dans le plan euclidien \(\R^2\), donner des équations paramétriques pour une droite ; un cercle ; une ellipse ; un ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2704

Épicycloı̈des, hypocycloı̈des -
Soit \(R >0\) un réel, et ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2706

Montrer que la courbe de l’espace d’équations paramétriques ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2707

Hélice -
Étudier la courbe paramétrée de l’espace définie par ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2710

Loxodromie de sphère -
On considère la courbe paramétrique de l’espace définie par ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2711

Montrer qu’un cercle \(C\) de diamètre \(a\) et passant par le pôle ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2712

Étudier en fonction des paramètres \(a, b >0\) les courbes d’équation ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2713

Étudier et tracer les courbes définies en coordonnées

polaires ci-après; s’il y a des branches infinies, les

préciser, et préciser la ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2714

Une spirale logarithmique est une courbe d’équation en coordonnées polaires ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2715

Montrer que la courbe définie par \[\rho = 1+\tan{\theta\over2}\] admet une asymptote; préciser la position de la ...

L2 Géométrie Courbes planes

exo7 2716

Étudier la courbe définie par \[\theta = t-2\sin t, \qquad \rho =\tan t\] Trouver asymptotes et points doubles. ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 2778

En utilisant les opérations d’addition \(+\) et de multiplication \(\cdot\) de de ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 2779

Qu’est -ce qui empêche de définir les mêmes opérations que dans l’exercice précédent sur les ensembles suivants ?

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 2937

Soient \(a,b,c \in \C\), affixes de points \(A,B,C\) non alignés. Ca ...

L1 Algèbre Nombres complexes solution

exo7 2938

Soient \(u,v \in \C\) tels que \(u+v \ne 0\). On pose ...

L1 Algèbre Polynôme, fraction rationnelle

exo7 3168

On note \(U_p = \frac { X (X-1) \cdots (X-p+1) }{p!},\quad p \in \N\), et ...

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 3301

Étudier la liberté des familles suivantes :

L1 Algèbre Espace vectoriel

exo7 3302

On considère que \(\R\) est un \(\Q\)-espace vectoriel.

L1 Algèbre Application linéaire

exo7 3341

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

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3569

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

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 3604

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

L2 Algèbre Réduction d'endomorphisme, polynôme annulateur

exo7 3610

Soit \(M \in \mathcal{M}_n(\R)\) et \(\lambda = a+ib\) une valeur propre non réel ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3628

Soit \(E = K_n[X]\). Montrer que la famille \({\cal F} = (f_0,\dots,f_n)\) est u ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3635

Soit \(E = K_n[X]\), \(Q \in E\) de degré \(n\) ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3636

Soit \(E = K_n[X]\). Soit \(\varphi \in E^*\) telle que : ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier

exo7 3638

Soient \(f_1,\dots,f_n : \R \to \R\) \(n\) fonctions linéairement indépendantes. ...

L2 Algèbre Endomorphisme particulier solution

exo7 3639

Soit \(f : {\R^2} \to \R\). On dit que \(f\) est polynomiale si elle est de la fo ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3660

Dire si les applications suivantes sont des produits scalaires :

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3661

Trouver une base orthonormée de \(\R_3[X]\) pour le produit scalaire : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3662

Soit \(E = \R_2[X]\) muni du produit scalaire : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3663

Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien. On pose pour \(\vec x \ne \vec 0\) : ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3664

Soit \(E\) un espace euclidien.

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3665

On munit \(E = \R_n[X]\) du produit scalaire : Pour \(P = \sum_i a_iX^i\) et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3667

On munit \(\R^n\) du produit scalaire usuel. Soit ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3668

Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien et \(p \in \mathcal{L}(E)\) une projecti ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3673

Soient \(\vec x_1,\dots,\vec x_n\) des vecteurs d’un espace vectoriel euclidien ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3674

Soit \(E\) un espace vectoriel euclidien, \(u \in \mathcal{L}(E)\) et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé solution

exo7 3675

Soient \(E\) espace vectoriel euclidien, \(\vec a \in E\) et ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3676

Soient \({f_1,f_2,\dots,f_n} : {[0,1]} \to {\R}\) continues.

Existe-t-il ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3677

Soit \(M \in \mathcal{M}_n(\R)\) inversible. Montrer qu’il existe une matrice orthogonale, ...

L2 Algèbre Espace euclidien, espace normé

exo7 3680

Soit \(A \in \mathcal{M}_{n,p}(\R)\). Montrer que \(\det(^tAA) \ge 0\).