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Niveau Licence Maths 1e ann
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Montrer que Z est un sous espace affine

Posté par
shelzy01
26-10-08 à 13:21

Bonjour à tous

Soient nm 2 entiers naturels non nuls. On considère {a1,a2,...,an} et {b1,b2,....bn} deux ensembles de nombres réels. On suppose que pour ij, aibj. Montrer que l'ensemble Z = {f [x] / f(ai) = bi i{1,..n} et deg f m} est un sous espace affine.

Z = {f m[x] / f(ai) = bi i{1,..n} }

soit : m[x] W = Rn
                     f (f(ai))
                                  .
                                  .
                                  .
                               (f(an))
f - 1( {w0} ) = Z
                                    
Z = { fm[x], (f) = \vec{w_0}}
        
avec \vec{w_0}  = (b1)
                  (b2)
                   .
                   .
                  (bn)

f: RR
   R[x]R
   ff(a)

est linéaire, car l'évaluation d'un polynôme en un point est linéaire.

Si - 1(\vec{w_0}) alors Z est un espace affine de direction Ker de dimension = dim(Ker)

=> dim(Ker ) = m+1 - n => 0

Montrons surjective:

fi(x) = \frac{(x-a1)(x-a2)......(x-an)}{(ai-a1)(ai-a2).......(ai-an)}

le polynôme f = b1f1(x) + b2f2(x) + ..... + bnfn(x) vérifie f(ai)=bi i={1,....,n}
ce f a un degré n-1n fonc f est surjective.
=> Z est un espace affine.

\vec{Z} = Ker = {f R[/sub][x], (f) = 0}
={f R[sub]m
[x] tel que f(ai) = 0, i = 1,...,n}
={f Rm[x], f s'écrit f = (x-ai).......(x-an) * g où gm-1(x)}

Voilà j'ai quelques petites questions sur cette exercice:

1). Pourquoi dim(m[x]) = m + 1 ? (j'aurais plutôt dit m)
2). Pour montrer que Z est un sous espace affine, il faut montrer que Z possède une application linéaire , que celle-ci est injective et surjective => bijective, donc il faut montrer que est bijective ?
3). Pourquoi fi(x) s'écrit comme ceci ? c'est une formule

Merci d'avance pour vos réponses

Posté par
tringlarido
re : Montrer que Z est un sous espace affine 26-10-08 à 13:40

Bonjour,

1) Les polynômes de degré au plus n forment un espace de dimension n+1 car on considère les constantes. Une base est donnée par 1,X,X^2,\ldots,X^n.

2) Que veut dire "il faut montrer que Z possède une application linéaire ?"

3) Attention la formule est fausse pour f_i. Ta formule n'est même pas définie ! Il faut écrire :

 \\ f_i = \frac{(x-a_1)(x-a_2) \ldots (x-a_{i-1})(x-a_{i+1}) \ldots (x-a_n)}{(a_i - a_1)(a_i-a_2) \ldots (a_i - a_{i-1})(a_i - a_{i+1}) \ldots (a_i - a_n)}
 \\
Et en mots : il s'agit de l'unique polynôme de degré au plus n-1 qui est nul aux points a_j, j \not= i et qui vaut 1 au point a_i.

D'autre part ce n'est pas f qui est surjective, c'est \varphi !


Cet exercice est risque de confusion car on s'occupe d'espaces vectoriels de polynômes. C'est-à-dire que les fonctions linéaires sont des fonctions de polynômes (des fonctions de fonctions !). Il faut juste bien faire attention à qui sont les vecteurs (les polynômes) et qui sont les applications linéaires.

Posté par
shelzy01
re : Montrer que Z est un sous espace affine 26-10-08 à 13:57

Bonjour tringlarido

1). ok
2). En fait on doir montrer que Z est un sous espace affine, mais qu'est ce qu'on doit montrer pour que Z en soit un ? (bijection = injection + surjection ?)
3). je ne comprends pas vraiment cette méthode pour montrer la surjectivité
4). En fait on a montré l'injectivité avec le noyau Ker ?
Est-ce qu'un sous espace affine à toujours pour direction le noyau ?

Merci pour ton aide

Posté par
shelzy01
re : Montrer que Z est un sous espace affine 26-10-08 à 14:10

5). Pourquoi l'image de a pour dimension n ?

Posté par
tringlarido
re : Montrer que Z est un sous espace affine 26-10-08 à 14:11

Dans ce contexte, un espace affine est un sous-ensemble d'un espace vectoriel de la forme v + F où F est un sous-espace vectoriel. En particulier, le vecteur nul n'appartient pas forcément à v + F. On peut construire les sous-espaces affines comme image réciproque par une application linéaire d'un sous-espace affine ici : \varphi^{-1}(a) (a est un sous-espace affine de \mathbb{R}^n de dimension 0).
La direction d'un espace affine est précisément le sous-espace F de cette définition. Il s'agit bien du noyau de \varphi si le sous-espace affine est de la forme \varphi^{-1}(v' + F') (c'est une simple vérification).

Application surjective : tout élément de l'image admet un antécédant. C'est précisément ce qui est fait ici.

Bon courage.

Posté par
tringlarido
re : Montrer que Z est un sous espace affine 26-10-08 à 14:15

5) indice : Quelle est l'image de \varphi ?

Posté par
shelzy01
re : Montrer que Z est un sous espace affine 26-10-08 à 14:18

L'image de est W = n donc dim(n) = n , c'est ça ?

Posté par
shelzy01
re : Montrer que Z est un sous espace affine 26-10-08 à 14:23

Ok, merci tringlarido pour ton explication de 14:11, c'est sympa, j'ai tout compris à présent, merci

Bonne aprem



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