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Niveau Licence Maths 1e ann
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Applications linéaires

Posté par
gbsatti
14-05-09 à 01:16

Bonsoir
je résonne actuellement sur un exercice en plusieurs parties indépendantes et il me coince un peu
voici l'énoncé :

Partie 1 :

Construire un endomorphisme f de  \mathbb{R^3} tel que :

4$\{{(a)Im f =L{(-1,2,2),(2,1,4)}\atop (b)Ker f = L{(1,0,-1)}}

L{(...),...} signifiant "sous-espace engendré par les vecteurs (...)")

Partie 2 :

Soit f: \mathbb{R^n}  \mathbb{R^m} une application linéaire.
Montrer que si f est injective, alors tout système S=\{{v_1,...,v_p}} libre de  \mathbb{R^n} est transformé en un système S'=\{{f(v_1),...,f(v_p)}} libre de  \mathbb{R^m} . Ordonner n,m et p en justifiant votre réponse.

Partie 3 :

Soit E un K-espace vectoriel de dimension finie. On considère deux éléments f_1 et f_2 de L_K(E) satisfaisant à :

2$\.\array{rcl$f_1+f_2&=&Id_E\\f_1of_2&=&f_2of_1=0\\f_i&\neq&0;i=1,2}\}

1)
Montrer que :
) f_i^2=f_i,i=1,2
) f_1 et f_2 sont linéairement indépendants.
)(Id_E-f_i)^2=Id_E-f_i ; i=1,2
Ker(Id_E-f_i)=Im f_i

2) On pose E_i=Im f_i
Montrer que :
) x_iE_i f_i(x_i)=x_i et f_j(x_i)=0 pour  i\neq j
) E=E_1E_2

Voila je posterais les pistes que j'ai trouvé demain car je suis fatigué, merci de me pas m'aider avant .
Merci et à demain !

Posté par
MatheuxMatou
re : Applications linéaires 14-05-09 à 08:15

bonjour,

Citation :
je résonne actuellement


le tout étant de ne pas raisonner comme une cloche !

MM

Posté par
MatheuxMatou
re : Applications linéaires 14-05-09 à 08:16

(pardon pour ce trait d'ironie... je n'ai pas pu m'empêcher !)

on attend tes propositions pour t'aider...

MM

Posté par
gbsatti
re : Applications linéaires 14-05-09 à 12:15

Salut MatheuxMatou
Voici ce que j'ai trouvé :

Partie I :
Pour Im f je ne vois pas mais pour ker f j'ai trouvé la paramétrisation suivante :
x+z=0
y=0

Partie II:

j'ai fait cela :
f injective Ker f ={0}
si S={v_1,..v_p} est libre alors \lambda_1,...,\lambda_p
\lambda_1v_1+...\lambda_pv_p=0 \lambda_i=0, i=1..p
j'ai composé par f :
f(\lambda_1v_1+...\lambda_pv_p)=f(0)=0 car f est linéaire
\lambda_1f(v_1)+...+\lambda_pf(v_p)=0
et ensuite j'ai dis que si f(v_1)=0 alors v_i Ker f
et donc v_i=0,i=1,...,p ainsi j'en ai déduis que forcément \lambda_i=0, i=1..p

Partie III:

1)
) j'ai fait (f_1+f_2)o(f_1+f_2)=Id_E^2=Id_E
et donc f_1of_1+f_1of_2+f_2of_1+f_2of_2=Id_E
f_1of_1+f_2of_2=Id_E
mais la je ne parviens pas à prouver que forcément f_1of_1=f_1 et f_2of_2=f_2
)J'ai (Id_E-f_i)^2=Id_E^2-2f_i+f_i^2=Id_E-f_i

voila pour la suite j'ai rien trouvé de concret
merci

Posté par
MatheuxMatou
re : Applications linéaires 15-05-09 à 03:03

bonsoir

pour la partie 1, Imf est un plan vectoriel P et Kerf est une droite vectorielle D... construit la projection projection sur P de direction D et cette application linéaire conviendra.

c'est à dire f : u u' tel que u'P et (u-u')D

partie 2

tu prends la chose "à l'envers" et tu n'as pas répondu à la question!
tu dois partir d'une combinaison linéaire nulle des f(vi) et montrer que ses coefficients sont nuls (je ne vois pas ce que f(vi)=0 vient faire là !

donc suppose f injective et considère (\lambda_i) tels que \sum\lambda_if(v_i)=0
(...) et montre que les i sont tous nuls.

et tu n'as pas ordonné m et n.

partie 3
1a) compose le premier renseignement par f1 (ou par f2)
1b) suppose que a*f1+b*f2=0... et compose par f1 (ou par f2)
1c) tu as trouvé le début. Montre ensuite l'égalité des deux ensembles par double inclusion.
2a) évident avec 1c et les données sur f1 et f2
2b) montre que la décomposition x=f1(x)+f2(x) convient et que E1E2={0}

MM

Posté par
gbsatti
re : Applications linéaires 16-05-09 à 01:29

pour la partie 1, en fait je n'arrive pas à retrouver Im f grâce à vect((-1,2,2)(2,1,4))
et donc je n'arrive pas à convertir le "u'P"

partie 2:
j'ai essayer cela
\lambda_1f(v_1)+...+\lambda_nf(v_n)=0
f(\lambda_1v_1)+...+f(\lambda_nv_n)=0
f(\lambda_1v_1+...+\lambda_nv_n)=0
\lambda_1v_1+...+\lambda_nv_n=0 car f est injective
donc \lambda_1=...=\lambda_n
non ?

Partie 3

1)b) ok
1)c) xKer(Id_E-f_1) (Id_E-f_1)(x)=0
x-f_1(x)=0x=f_1(x)xIm(f_1) car f_1 est un projecteur
pour l'inclusion inverse je suis parti de x=f_1(x) et j'ai fait le chemin inverse

et le reste j'ai pas encore vu mais ça devrait aller

Posté par
MatheuxMatou
re : Applications linéaires 16-05-09 à 11:28

oui, pour la partie 2 c'est bon (des implications suffisent)

pour la partie 3-1-c... dans ta chaine d'équivalence, la dernière est fausse... ce n'est qu'une implication (ce n'est pas parce que x est dans l'image de f1 qu'il est invariant a priori...)

pour la partie 1 :
montre que u1=(-1;2;2) u2=(2;1;4) et u3=(1;0;-1) forme une base de 3

pour u3 il existe donc un unique triplet (x;y;z) tel que u = x*u1 + y*u2 + z*u3
Posons alors f(u) = x*u1 + y*u2

... et montre que f convient !

Posté par
gbsatti
re : Applications linéaires 16-05-09 à 13:07

3)1)c d'accord, je l'avais juste mis par réflexe

partie 1

u' P car u'=x*u1+y*u2 et donc u' est combinaison linéaire de P
u-u'=z*u3, c'est une combinaison linéaire de D
donc f(u) convient

Posté par
MatheuxMatou
re : Applications linéaires 16-05-09 à 17:51

il faut quand même montrer que f est linéaire (bon, ça, ça va car c'est quasiment écrit dessus !), que im(f)=L(u1,u2) et que Ker(f)=L(u3) !

ce n'est pas très difficile, mais il faut le rédiger proprement quand même !

Posté par
gbsatti
re : Applications linéaires 16-05-09 à 20:51

ça y est pour la linéarité
j'ai fait tout bêtement ce que tu m'as dis de faire mais je n'ai pas compris pourquoi la projection de P sur D convient ^^
f : u u' tel que u'P et (u-u')D

dans la partie 2 j'avais oublié d'ordonner n,m,p je dirais mnp
car f est injective donc chaque élément d'arrivé doit avoir un seul antécédent par f

Posté par
MatheuxMatou
re : Applications linéaires 17-05-09 à 00:58

ce n'est pas la projection de P sur D !!!!

c'est la projection (de 3) sur P de direction D

Posté par
gbsatti
re : Applications linéaires 17-05-09 à 01:08

ah , je pensais que ça voulais dire la meme chose

Posté par
MatheuxMatou
re : Applications linéaires 17-05-09 à 01:09

pas vraiment !



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