Posté par
frenicle frenicleBonjour,
Voici un extrait de mes archives personnelles
Soit f un endomorphisme d'un espace vectoriel E de dimension 3.
On définit les endomorphismes f
2 et f
3 par
f
2 = f ° f et f
3 = f ° f
2
1° On suppose dans toute cette question qu'il existe au moins un vecteur u tel que f
2(u)

0 et que pour tout vecteur v, on a f
3(v) = 0.
a) F et G étant deux sous-espaces vectoriels de E tels que
F

G et F

G
démontrer que
dim(F) < dim(G)
b) On désigne par Ker f et Ker f
2 les noyaux respectifs des endomorphismes f et f
2. Démontrer que Ker f et Ker f
2 sont deux sous-espaces vectoriels de E tels que :
Ker f

{0}, Ker f
2 
E, Ker f

Ker f
2, Ker f

Ker f
2
En déduire les dimensions de Ker f et Ker f
2.
c) Soit a un vecteur tel que f
2(a)

0. Démontrer que (a, f(a), f
2(a)) est une base de E et définir analytiquement f et f
2 dans cette base.
Retrouver par le calcul les dimensions de Ker f et Ker f
2.
2° On suppose dans cette question qu'il existe au moins un vecteur u tel que f(u)

0 et que, pour tout vecteur u, on a f
2(u) = 0.
a) On désigne par Ker f le noyau de f et par Im f son image et on rappelle que dim Ker f + dim Im f = 3.
Démontere que :
Im f

Ker f, Ker f

E.
En déduire que dim Ker f = 2.
b) Soit a un vecteur tel que f(a)

0. Démontrer que les vecteurs a, f(a) sont indépendants et que, si b est un vecteur tel que (f(a), b, a) est une base de E, il existe un réel

tel que f(b) =

f(a).
Démontrer que (f(a), b -

a, a) est une base de E et définir analytiquement f dans cette base.
Retrouver par le calcul la dimension de Ker f.
(Aleph 1, Algèbre/Géométrie 1974, page 86).