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

 


 

4-1/ Exercice 1

On munit *+ d'une loi de composition interne × et d'une loi de composition externe  comme suit :

- La loi × est la multiplication usuelle dans *+.

- (λ)(x*+) λx=xλ

  1. (*+;×;) est-il un espace vectoriel réel ?

 

 

4-2/ Exercice 2

On considère l’ensemble suivant :

E={M=(acbba+cb+ccba+c)/(a;b;c)3}

On pose :

I=(100010001) ; J=(001101010) ; K=(010011101)

  1. Vérifier que J2=K et K2=J+K et JK=KJ=I+J.
  1. Montrer que (E;+; ) est un espace vectoriel réel, et déterminer sa dimension.
  1. Montrer que (E;+; ×) est un anneau commutatif.
  1. Déterminer J-1.

 

 

4-3/ Exercice 3

Partie A

On définit dans  une loi de composition interne * comme suit :

Pour tout (a;b;x;y)4, (a+ib)*(x+iy)=ax+i(ay+bx)

  1. Montrer que la loi * est commutative, associative et admettant un élément neutre qu'on déterminera.
  1. Déterminer G, ensemble des éléments symétrisables pour la loi * et montrer que (G;*) est un groupe commutatif.

Soit H une partie de telle que H{0}.

  1. Montrer que si (H;*) est groupe alors HG.
  1. Montrer que l’ensemble E définie par E={et+itet/t} est un sous-groupe de (G;*).
  1. Montrer que (zG) ˉzG
  1. Montrer que l’application f:zˉz est un automorphisme de (G;*).
  1. Montrer que * est distributive par rapport à l'addition dans .
  1. Montrer que (;+;*) est un anneau non intègre.
  1. Déterminer les diviseurs de zéro dans l’anneau (;+;*).
Partie B

On considère l’ensemble E suivant :

E={M(a;b)=(a-b0a)/(a;b)2}

  1. Montrer que (E;+;) est un espace vectoriel réel et en déterminer une base.
  1. Montrer que E est stable dans (M2();×).
  1. Montrer que l’application f:z=a+ibM(a;b) est un isomorphisme de (;*) dans (E ;×).
  1. En déduire l’ensemble des matrices admettant un inverse dans (E ;×).

 

 

4-4/ Exercice 4

Partie A

On munit d’une loi de composition interne comme suit :

((x;y)2) x*y=x+y-exy+1

  1. Montrer que la loi * est commutative dans .
  1. Montrer que la loi * admet un élément neutre qu'on déterminera.
  1. 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();+;×) est un anneau non commutatif d'élément unité I=(1001), et que (*;×) est un groupe commutatif.

Pour tout (x;y)2, on pose : M(x;y)=(x-2yy2x)

Soit : F=(M(x;y)/(x;y)2)

  1. Montrer que F est un sous-espace vectoriel de l'espace vectoriel réel (M2();+;).
  1. Montrer que F est une partie stable de (M2();×).

On considère l'application φ de * dans F est qui, à tout nombre complexe z=x+iy avec (x;y)2, associe la matrice M(x;y).

  1. Montrer que l'application φ est un morphisme de (*;×) dans (F;×).

On pose : F*=F-{M(0;0)}

  1. Montrer que φ(*)=F*
  1. Montrer que (F*;×) est un groupe commutatif.
  1. Montrer que (F*;+;×) est un corps commutatif