Mathématiques : 2Bac SMA-SMB

Semestre 2 Devoir 2 Modèle 1

 

 

Professeur : Mr CHEDDADI Haitam

 

I- Exercice 1

 

On rappelle que ℂ;+;× est un corps commutatif, que M2ℝ;+;. est un espace vectoriel réel et que M2ℝ;+;× est un anneau unitaire, non commutatif et non intègre.

On pose :

I=1001 ; J=0-310 ; Mx;y=x-3yyxx;y∈ℝ2

E=Mx;y/x;y∈ℝ2

  1. Montrer que E est un sous espace vectoriel de M2ℝ;+;., de dimension 2
  1. Montrer que E est stable dans M2ℝ;×.
  1. Montrer que E,+,× est un anneau unitaire et commutatif.

On pose E*=E-M0,0, et on considère l’application φ de ℂ* vers E* définie par :

∀x;y∈ℝ2 ; φx+iy=Mx,y3

  1. Montrer que φ est un isomorphisme de ℂ*,× sur E*,×.
  1. En déduire que E*,× est un groupe commutatif.
  1. Montrer que J2017=φ310083i, puis déterminer l’inverse de la matrice J2017 dans E*,×.
  1. Montrer que E,+,× est un corps commutatif.

 

II- Exercice 2

 

On considère dans ℤ×ℤ l’équation D : 7x3-13y=5

Soit x,y∈ℤ×ℤ une solution de l’équation D

  1. Montrer que x et 13 sont premiers entre eux.
  1. En déduire que x12≡1 13.
  1. Montrer que x3≡10 13.
  1. En déduire que x12≡3 13.
  1. Déduire des questions précédentes, que l’équation D n’admet pas de solution dans ℤ×ℤ.

 

III- Exercice 3

 

Les parties A, B et C sont indépendantes.

Partie A

Soit E l'ensemble des fonctions f définie sur ℝ par :

∀x;y∈ℝ2 fx+fy=2fx+y2

  1. Montrer que E,+,• est un espace vectoriel réel.

Soit A l’ensemble des fonctions affines définies de ℝ dans ℝ.

  1. Montrer que A⊂E et que A,+,• est un espace vectoriel réel.
Partie B

Pour tout a;b∈ℝ2, on pose :

∀α;β∈ℝ2 fα;βx=αexcosax+βexsinbx

On considère l'ensemble suivant :

Ea;b= fα;β/α;β∈ℝ2

  1. Montrer que Ea;b,+,• est un espace vectoriel réel.
  1. Déterminer selon les valeurs des réels a et b, la dimension de l’espace vectoriel Ea;b.
Partie C

Dans cette partie, Fℝ+*,+,• désigne l'espace vectoriel des fonctions numériques définies sur ℝ+*.

Pour tout a;b∈ℝ2, et pour tout x∈ℝ+*, on pose :

fa;bx=xaebx  et  φa;bx=lnfa;bx

On considère l'ensemble : L=φa;b/a;b∈ℝ2

  1. Montrer que L;+ est un sous-groupe du groupe Fℝ+*,+
  1. Vérifier que pour tout φa;b∈L et pour tout λ∈ℝ : λ•φa;b∈L
  1. En déduire que L,+,• est un espace vectoriel réel.
  1. Montrer que φ1;0;φ0;1 est une base de l’espace vectoriel L, puis déterminer sa dimension.