Mathématiques : 2Bac SMA-SMB
Séance 11-2 : Espaces vectoriels (Exercices)
Professeur : Mr CHEDDADI Haitam
Sommaire
IV- Exercices
4-1/ Exercice 1
4-2/ Exercice 2
4-3/ Exercice 3
4-4/ Exercice 4
IV- Exercices
4-1/ Exercice 1
On munit ℝ*+ d'une loi de composition interne × et d'une loi de composition externe • comme suit :
- La loi × est la multiplication usuelle dans ℝ*+.
- (∀λ∈ℝ)(∀x∈ℝ*+) λ•x=xλ
- (ℝ*+;×;•) est-il un espace vectoriel réel ?
IV- Exercices
4-2/ Exercice 2
On considère l’ensemble suivant :
E={M=(acbba+cb+ccba+c)/(a;b;c)∈ℝ3}
On pose :
I=(100010001) ; J=(001101010) ; K=(010011101)
- Vérifier que J2=K et K2=J+K et JK=KJ=I+J.
- Montrer que (E;+; •) est un espace vectoriel réel, et déterminer sa dimension.
- Montrer que (E;+; ×) est un anneau commutatif.
- Déterminer J-1.
IV- Exercices
4-3/ Exercice 3
Partie A
On définit dans ℂ une loi de composition interne * comme suit :
Pour tout (a;b;x;y)∈ℝ4, (a+ib)*(x+iy)=ax+i(ay+bx)
- Montrer que la loi * est commutative, associative et admettant un élément neutre qu'on déterminera.
- Déterminer G, ensemble des éléments symétrisables pour la loi * et montrer que (G;*) est un groupe commutatif.
Soit H une partie de ℂ telle que H≠{0}.
- Montrer que si (H;*) est groupe alors H⊂G.
- Montrer que l’ensemble E définie par E={et+itet/t∈ℝ} est un sous-groupe de (G;*).
- Montrer que (∀z∈G) ˉz∈G
- Montrer que l’application f:z↦ˉz est un automorphisme de (G;*).
- Montrer que * est distributive par rapport à l'addition dans ℂ.
- Montrer que (ℂ;+;*) est un anneau non intègre.
- Déterminer les diviseurs de zéro dans l’anneau (ℂ;+;*).
Partie B
On considère l’ensemble E suivant :
E={M(a;b)=(a-b0a)/(a;b)∈ℝ2}
- Montrer que (E;+;•) est un espace vectoriel réel et en déterminer une base.
- Montrer que E est stable dans (M2(ℝ);×).
- Montrer que l’application f:z=a+ib↦M(a;b) est un isomorphisme de (ℂ;*) dans (E ;×).
- En déduire l’ensemble des matrices admettant un inverse dans (E ;×).
IV- Exercices
4-4/ Exercice 4
Partie A
On munit ℝ d’une loi de composition interne comme suit :
(∀(x;y)∈ℝ2) x*y=x+y-exy+1
- Montrer que la loi * est commutative dans ℝ.
- Montrer que la loi * admet un élément neutre qu'on déterminera.
- Sachant que l’équation (E) : 3+x-e2x=0 admet deux solutions réelles distinctes α et β, montrer que la loi * n’est pas associative.
Partie B
On rappelle que (M2(ℝ);+;×) est un anneau non commutatif d'élément unité I=(1001), et que (ℂ*;×) est un groupe commutatif.
Pour tout (x;y)∈ℝ2, on pose : M(x;y)=(x-2yy2x)
Soit : F=(M(x;y)/(x;y)∈ℝ2)
- Montrer que F est un sous-espace vectoriel de l'espace vectoriel réel (M2(ℝ);+;•).
- Montrer que F est une partie stable de (M2(ℝ);×).
On considère l'application φ de ℂ* dans F est qui, à tout nombre complexe z=x+iy avec (x;y)∈ℝ2, associe la matrice M(x;y).
- Montrer que l'application φ est un morphisme de (ℂ*;×) dans (F;×).
On pose : F*=F-{M(0;0)}
- Montrer que φ(ℂ*)=F*
- Montrer que (F*;×) est un groupe commutatif.
- Montrer que (F*;+;×) est un corps commutatif