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Niveau Maths sup
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Exercice sur les espaces vectoriels

Posté par
solaris
24-03-08 à 13:06

BOnjour, j'ai quelques difficultés à faire cet exercice si vous avez une idée... Merci


Soit E un R-ev et soit F l'ensemble des morphismes de L(E) qui vérifient:

2 -7 + 12id =0.


1) Quels sont les réels pour lesquels id appartient à F ?

        J'ai remplacé dans l'expression :

           (id)2 -7id + 12id =0

ie  id[2id +7id +12] = 0

d'où soit id=0

soit 2id +7id +12 = 0

mais là je ne vois pas trop comment le résoudre avec les id

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 24-03-08 à 13:07

correction:

2id -7 +12 =0

Posté par
Nightmare
re : Exercice sur les espaces vectoriels 24-03-08 à 13:14

Bonjour

Attention, on a pas d'intégrité chez les applications linéaires.

On s'arrète à 3$\rm (\lambda^{2}.Id-7\lambda +12)oId=0

ie 3$\rm \lambda^{2}Id-7\lambda+12=0 (car Id est neutre pour la composition)

D'où 3$\rm Id=\frac{7\lambda -12}{\lambda^{2}}Id
On doit donc avoir 3$\rm \frac{7\lambda -12}{\lambda^{2}}=1
A toi de résoudre.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 24-03-08 à 13:40

Bonjour

Nghtmare>Tes écritures n'ont pas de sens, ce que tu écris dans la parenthèse n'est ni un endomorphisme, ni un nombre.

Le seul moyen que je vois est de traduire la relation de l'énoncé pour tout x, puis d'utiliser l'équivalence

(a.x)=0 <=>a=0 ou x=0.

Posté par
Nightmare
re : Exercice sur les espaces vectoriels 24-03-08 à 14:10

Euh oui il manque des Id un peu partout.

Posté par
Nightmare
re : Exercice sur les espaces vectoriels 24-03-08 à 14:11

Je reprends.

En prenant phi = lambda. Id :
3$\rm \lambda^{2}Id^{2}-7 \lambda Id+12 Id=0
 \\ 
 \\ ie [tex]3$\rm \lambda^{2}Id+(12-7\lambda)Id=0
soit
3$\rm (\lambda^{2}-7\lambda+12)Id=0
C'est mieux

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 24-03-08 à 14:30

Oui

Mais autant le traduire directement sur x.
Remarque c'est vrai, on a aussi un scalaire fois un vecteur (de l'espace des endomorphismes) = 0
dans ton écriture, donc on conclus de façon analogue.

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 20:55

Merci beaucoup pour vos réponses.

On me demande après de montrer que est un automorphisme et exprimer -1 en fonction de .

Il faut donc montrer que est un isomorphisme de E dans E.

Nous savons que est un endomorphisme de E dans E, mais comment montrer que est bijective ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 21:19

Avec plaisir





Pour ta nouvelle question, essaye d'écrire une expression du type 4$\phi o \Psi=id .


Si tu y parviens (et ce n'est pas difficile du tout), tu auras prouvé que 4$\phi est inversible à droite, ce qui en dimension finie équivaut à l'inversibilité (c'est-à-dire à la bijectivité et au fait que son inverse
4$\Psi est également un morphisme) tout court.


Tigweg

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 21:42

^2 -7 =-12id

ie o(-7) = -12 id

c'est ça ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:16

Phi -7 n'a aucun sens!!

Phi est un endomorphisme et 7 est un nombre!

Donc?

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:20

o(-7id)=-12id

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:22

Oui!

Maintenant comment isoler id à droite?

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:29

(-1/12)((-7id))=id

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:41

Oui mais tu dois chercher à écrire cette relation sous la forme phi o psi = id, rien d'autre!

Que choisir pour psi dans ces conditions?

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:48

psi= (-1/12) + (7/12).id

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:50

Ouh là pas du tout!

Pour tout scalaire t et tous morphismes f et g on a:

t.(f o g) = (tf) o g = f o (tg)

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:52

Ben c'est ce que j'ai fait non ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 22:54

Ah mais oui désolé!!
Ce que tu as écrit est tout-à-fait juste, excuse-moi!

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 23:01

thanks a lot.


2 questions plus loin (après avoir montré que p=-3id est un projecteur de E)on me demande de montrer qu'il existe a* tq q=a-4id) est un projecteur de E.

Cela suffit-il si je montre que q L(E) et qoq=q seulement si a=1 ou-1 ?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 23:12

Oui, tout-à-fait!

Cela dit je trouve que seul a = -1 convient!

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 23:14

Je trouve comme qoq=a(-4id)   qoq=a^2.q d'où a=1ou-1

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 23:21

Oui mais tu n'as pas raisonné par équivalences, seulement par conditions nécessaires!

Il faut donc examiner qui parmi les candidats restants pour a conviennent effectivemen!

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 23:24

ah....

quand je vérifie je trouve que tous les 2 vont, il y a un problème....

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 26-03-08 à 23:33

Je note f au lieu de phi.

Pour a =1,


f-4id est un projecteur ssi

f² - 8f + 16id = f-4id <=> f² - 9f +20id = 0 (*)

Or f² - 7f + 12id = 0

donc (*) est vrai ssi 2f - 8id = 0 <=> f = 4id

Or 4id n'est pas dans F, donc je maintiens que ça ne marche pas pour a = 1 !

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 14:04

Oui mais dans la première question nous trouvons justement que 3id et 4id appartiennent à F....

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 14:09

Tu as tout-à-fait raison solaris, c'est moi qui ai fait une stupide erreur de calcul.

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 14:13

Même si cela m'arrangeait pour une question plus tard : montrer que Imp + Imq =E

EN ayant déjà calculé poq, qop et p+q, ImpKerq, ImqKerp....

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 14:20

Tu as déjà montré tout ça?

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 17:26

oui sauf, Imp + Imq =E

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 17:35

C'est une somme directe?

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 17:43

euh non c'est juste une somme

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 21:44

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 21:46

Je suppose qu'on a choisi a=-1 donc que q=4id-\phi ici?
C'est ce que je supposerai.
Tu ne l'as pas dit, mais il n'y a pas le choix car si p+q n'est pas l'identité le résultat à prouver devient faux!

Dans ce cas, on dit que (p,q) est une famille orthogonale de projecteurs.

De p+q=id on déduit immédiatement que pour tout x de E on a:


4$x=id(x)=p(x)+q(x)\in Im(p)+Im(q) d'où 4$E\subset Im(p)+Im(q) .


L'inclusion réciproque étant évidente, on en déduit bien: 4$E=Im(p)+Im(q) .


Je pense malgré tout que tu dois prouver que la somme est directe, sinon les hypothèses dont on dispose ne servent à rien, de plus pourquoi se priver de cette cerise sur le gateau?

Soit donc 4$x\in Im(p)\Bigcap Im(q) .

On sait que 4$Im(p)\subset Ker(q) donc 4$x\in Ker(q)\Bigcap Im(q) .



Or q étant un projecteur, cette intersection est réduite à {0}

(démonstration: x\in Ker(q) donc q(x)=0 ; x\in Im(q) donc \exist z\in E,\;x=q(z) .Alors puisque qoq=q il vient 0=q(x)=q(q(z))=qoq(z)=q(z)=x soit x=0)

ce qui prouve le résultat.

Posté par
solaris
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 22:42

thank you very much for your help....

Good night

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Exercice sur les espaces vectoriels 27-03-08 à 22:44

Pas de quoi, bonne nuit à toi aussi



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