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Niveau Maths sup
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Espaces vectoriels

Posté par
MPSI
21-01-09 à 21:31

Bonsoir,

j'ai, samedi, une khôlle de maths et j'aimerai faire un exercice pour m'entraîner car je galère vraiment sur ce chapitre (le cours est long, on va le finir demain, ce qui fait qu'on a encore fait aucun exercice (si ce n'est démontrer qu'on a un SEV)).

Si vous pouviez m'aider à comprendre cet exo je serai plus rassuré pour ma khôlle, sinon pas grave, on a l'habitude de se tapper des salles notes.


Soit E un espace vectoriel réel. On admettra que tout sous espace vectoriel H de E admet un supplémentaire.
Soit G un sous groupe de cardinal fini m de (GL(E),o) (donc un sous groupe composé d'un nombre fini d'automorphisme de E).
Soit F un sous espace vectoriel stable par tout élément g de D c'est à dire que F, g()F. A tout endomorphisme u de R, on associe u+ défini par:

u+= (1/m) g-1ouog
              gG

1. Montrer que u+ est un endomorphisme de E commutant avec tout élément de G
2. En déduire (u+)+
3. Soit p un projecteur de E tel que Imp = F. Montrer que FIm p+
4. Montrer que pour tous g et h de G, on a g-1opogoh-1opoh=h-1opoh (On pourra montrer que pour tt xE, on a g-1opogoh-1opoh(x)=h-1opoh(x) )
5. En déduire que p+ est un projecteur
6. Montrer que Im p = Im p+
7. Montrer que Ker(p+) est un supplémentaire de F stable par tout élément g de G
8. En déduire que tout sev H stable par tout élément g de G admet un supplémentaire stable par tout g de G

Merci d'avance
(même si l'exercice n'est pas fini avant samedi, ma khôlle de la semaine prochaine porte aussi sur ce même chapitre (puisque c'est un gros chapitre il va durer 2 semaines) donc n'hésitez pas à m'aider ce week end également car j'ai envie de comprendre quand même)

Bonne soirée

Posté par
raymond Correcteur
re : Espaces vectoriels 21-01-09 à 23:20

Bonsoir.

Un petit début.

1°)

2$\textrm\forall h\in G , h^{-1}.u^+.h = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}h^{-1}.g^{-1}.u.g.h\\
 \\ 
 \\ = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}(g.h)^{-1}.u.(g.h)

L'application G G définie par g g.h étant bijective,

2$\textrm\forall h\in G , h^{-1}.u^+.h = \fra{1}{m}\Bigsum_{k\in G}k^{-1}.u.k = u^+

Donc :

2$\textrm\forall h\in G , h^{-1}.u^+.h = u^+ \Longrightarrow \ \fbox{\forall h\in G , u^+.h = h.u^+}

2°)

2$\textrm (u^+)^+ = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}g^{-1}.u^+.g = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}g^{-1}.g.u^+\\
 \\ 
 \\ = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}u^+ = u^+

Donc : 2$\textrm\fbox{(u^+)^+ = u^+}

3°)

2$\textrm\forall x\in F , p^+(x) = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}g^{-1}.p.g(x)

F étant stable, par tous les éléments de G, g(x) F

Par ailleurs, une propriété fondamentale des projecteurs est X : Im(p) p(X) = X

Donc :

2$\textrm\forall x\in F , p^+(x) = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}g^{-1}(g(x)) = \fra{1}{m}\Bigsum_{g\in G}x = x

Donc : 2$\textrm\fbox{F \subset \ Im(p^+)}

Je chercherai la suite demain.

Bonne soirée. RR.

Posté par
MPSI
re : Espaces vectoriels 22-01-09 à 17:30

Merci beaucoup
Je regarde ça tout de suite, pour voir si j'arrive à comprendre.

Posté par
MPSI
re : Espaces vectoriels 22-01-09 à 21:49

Merci, je viens de tout revoir, jusqu'à présent j'ai compri

Posté par
MPSI
re : Espaces vectoriels 23-01-09 à 18:53

La suite est difficile je trouve, surtout les questions 4 et 5

Posté par
MPSI
re : Espaces vectoriels 24-01-09 à 10:54

Quelqu'un arriverait-il à m'expliquer les 3 dernières? ( questions 6,7 et 8)

Posté par
Rodrigo
re : Espaces vectoriels 24-01-09 à 11:05

Bonjour,
Pour la 6 par exemple, tu sais que Imp est ans Imp+
Si tu prouve que le rang de p est le meme que celui de p+ c'est fini mais comme tr(p)=tr(p+) il est clair que ces deux projecteurs ont meme rang.

Pour la 7 prend x dans ker p+, alors g^{-1}p+(g(x))=g(x)=0, donc p+(g(x))=0, car g^{-1} est un automorphisme et donc g(x) est aussi dans ker p+.

Pour le 8 il suffit de construire pour H quelconque un projecteur d'image H

Posté par
MPSI
re : Espaces vectoriels 24-01-09 à 12:40

Merci beaucoup pour tes réponses. J'ai une petite question, je ne connais pas la notation tr(p). A quoi ça correspond?

Posté par
Rodrigo
re : Espaces vectoriels 24-01-09 à 12:40

La trace!

Posté par
MPSI
re : Espaces vectoriels 24-01-09 à 12:45

Ok ben on a pas encore vu ceci

Posté par
Rodrigo
re : Espaces vectoriels 24-01-09 à 12:50

Bon montre a la main que Imp+ est dans F ce qui n'est pas bien plus difficile puisque si x est dans E alors p(g(x)) est dans F et comme g^{-1} stabilise F g^{-1}(p(g(x))) est aussi dans F donc Imp+ est inclus dans F.



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