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Niveau Licence Maths 1e ann
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Espace Vectoriel

Posté par
elisabeth1990
19-02-09 à 13:52

Bonjour voici un exo de mon grand DM sur lequel je bloque.

soit u endomorphisme de R^4 dont la matrice dans la base canonique B = (e1, e2, e3, e4) est :
1   -1    1    -1
1    1    1     1
-1   1   -1     1
-1   1   -3     3

1/ determiner un systeme d'equation cartesienne de Im(u)
On pose v3 = u(e2), exprimer u(v3) comme combianaison linéaire de v3.
determiner un vecteur v4 tel que u(v4) = v3 + 2 v4
On pose v1 = u(e1). montrer que Base (Im) = (v1,v3,v4) est une base de Im (u).
Justifier que la somme ker(u) + Im (u) n'est pas directe.

Voila  ..
ALors pour Im (u) j'ai fais :
v = (x',y',z',t') appartient à R^4.
v apparteinet à Im(f) ssi f(u) = v


x - y + z - t = x'
x + y + z + t  = y'
-x + y - z + t = z'
- x + y - 3z + 3t = t'



x - y + z - t = x'
  -2y      -2t  = x' - y'
0 = 0
      - 2z + 2t = x' + t'



mais apres je bloque car je suis censée trouver qq chose = 0. !!
en vous remerciant par avance, Lisa.

Edit Coll : forum modifié

Posté par
sloreviv
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 14:29

Bonjour , je reprends ton dernier systeme en le modifiant : tu as combine la 1ere ligne avec les suivantes , ok

x - y + z - t = x'
  -2y      -2t  = x' - y'
             0 = x'+z'
      - 2z + 2t = x' + t'
je reeordonne ces lignes :

x - y + z - t = x'
  -2y      -2t  = x' - y'
      - 2z + 2t = x' + t'
               0=x'+z'
le systeme formé par les 3 premieres lignes a toujours des solutions ( x,y,z s'expriment en fonction de x',y',t' et t ) donc une CNS pour que le systeme a 4 lignes ait des solutions est que x'+z'=0 c'est ca l'equation cartesienne de Im(u)
tu es dans un lycee de quel pays si ce n'est pas indiscret?

Posté par
elisabeth1990
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 14:40

Merci .. je suis bete, faut d'inattention ...
je suis en france pourquoi j'ai ecris autre chose dans mon profil ?

Par contre en ce qui concerne les autres questions je stagne !

Posté par
jamo Moderateur
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 15:15

Bonjour,

pourrais-tu nous confirmer que tu es bien en Terminale ?

Car cet exercice ne fait pas partie du programme de Terminale S de France, donc on a quelques doutes ...

Posté par
sloreviv
je dois m'arreter la je passe la main si qq veut bien continuer 19-02-09 à 15:18

en term lycee normal on t'enseigne des espaces vect? ???
u(V3)=2V3 je crois
resolvons pour chercherc v4:

x - y + z - t = 2x-1
x + y + z + t  = 2y+1
-x + y - z + t = 2z+1
- x + y - 3z + 3t = 2t+1

-x - y + z - t = -1
x - y + z + t  = +1
-x + y -3 z + t = +1
- x + y - 3z + t = +1
la dernier ligne est inutile
-x - y + z - t = -1
x - y + z + t  = +1
-x + y -3 z + t = +1

-x - y + z - t = -1
  -2 y +2 z     = 0
+2 y -4 z + 2t = 2 donc y=z


-x - t = -1
-2z+2t=2
y=z


x=1-t; z=-1+t,y=-1+t
donc v4(1,-1,-1,0) convient sauf ereur!!

Posté par
elisabeth1990
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 15:40

Je suis daccord pour u(v3) = 2. v3
c'est ce qu'un ami à trouver ... mais le truc c'est quoi moi je ne comprends pas comment on trouve
u(v3) = -2
         2
         2
         2

En effet je ne suis pas en terminale .. Je pensais avoir posté le mess dans "superieur"..
Dsl.

Pour la suite :
On pose v1 = u(e1). montrer que Base (Im) = (v1,v3,v4) est une base de Im (u).
Justifier que la somme ker(u) + Im (u) n'est pas directe.
merci

Lisa.

Posté par
elisabeth1990
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 15:41

Oula .. nombreuses erreurs :
je reprends le mess :

Je suis daccord pour u(v3) = 2. v3
c'est ce qu'un ami à trouvé ... mais le truc c'est que moi je ne comprends pas comment on trouve
u(v3) = -2
         2
         2
         2

En effet je ne suis pas en terminale .. Je pensais avoir posté le mess dans "superieur"..
Dsl.

Pour la suite :
On pose v1 = u(e1). montrer que Base (Im) = (v1,v3,v4) est une base de Im (u).
Justifier que la somme ker(u) + Im (u) n'est pas directe.
merci

Lisa.

Posté par
sloreviv
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 18:16

pour
u(v3) = -2
         2
         2
         2

dans
x - y + z - t = x'
x + y + z + t  = y'
-x + y - z + t = z'
- x + y - 3z + 3t = t'

tu fais x=-1, y=z=t=1 qui sont les coordonnées de u(e2)=V3

Posté par
jamo Moderateur
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 18:52

elisabeth1990 >> alors si tu n'es pas en terminale, pense à mettre ton profil à jour.

Posté par
elisabeth1990
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 18:59

Dac Jamo, ce sera fait

Posté par
elisabeth1990
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 19:04

Par contre, comment je dois proceder pour :
On pose v1 = u(e1). montrer que Base (Im) = (v1,v3,v4) est une base de Im (u).
Justifier que la somme ker(u) + Im (u) n'est pas directe.

merci.

Posté par
elisabeth1990
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 19:05

Je penser montrer que le système (v1,v3,v4) est libre dans Im(u) mais ...

Posté par
sloreviv
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 19:59

v1=u(e1) est dans Im (u)
v3=u(e2) est dans Im (u)
v4=0.5(u(v4)-v3)=0.5(u(v4)-u(e2)) est encore dansIm(u), reste à voir qu'ils forment une famille libre car vu l'equation de Im(u) c'est un hyperplan de R4 donc de dimension 3, j'ecris les coord horizontalement :

1;1;-1;-1
-1;1;1;1
1;-1;-1;0
sont bien lineairement indep

Posté par
elisabeth1990
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 20:15

D'accord .. j'ai utilisé une autre methode, du moins j'ai detaillé les calculs proposés ... sous forme de systeme, j'ai montré que alfa1 = alfa 2 = alfa 3 = 0 .. que (v1, v3, v4) est une famille libre ...

Bref, par contre, comment faire pour jsutifier que la somme ker(u) + Im (u) n'est pas directe ?
merci encore

Posté par
sloreviv
re : Espace Vectoriel 19-02-09 à 23:03

car V1=u(e1) est a la fois dans ker u et Im u car si tu prends x=1,y=1,z=-1;t=-1 dans
x - y + z - t = x'
x + y + z + t  = y'
-x + y - z + t = z'
- x + y - 3z + 3t = t'

tu trouveras x'=y'=z'=t'=0



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