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Niveau Licence Maths 1e ann
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puissances d'endomorphisme

Posté par
nako32
26-01-09 à 12:37

bonjour j'ai un problème avec cet exercice de mon DM :

soit f:33 une application linéaire
on pose f1 = f et  n + , fn+1 = f°fn
on suppose que f3 est l'endomorphisme nul mais que f2 ne l'est pas
soit un élément de 3 tel que f2 (u) 0
on pose 1 = et , n , n+1 = fn()

1) montrer que 0 {1,2,3}

2)montrer que (1,2,3) est libre

3)déterminer le rang de f

4)montrer que la matrice A = {(0,0,0),(1,0,0),(0,1,0)} représente f dans une certaine base de 3

mon problème c'est que malgré mes recherches dans mon cours et mes exercices je ne suis pas très sur de la démarche à adopter
voici ce que j'ai trouvé pour le moment :
2) (1,2,3) = (f(),f2(),f3())
est-ce suffisant pour dire que dans la base (f,f2,f3)la matrice de (1,2,3) = ((1,0,0),(0,1,0),(0,0,1)) et que la famille est libre ?
3) que rg f = 2 (car f3 est nul)
4) et que la base chechée est  (f3,f,f2)
suis-je sur la bonne voie ou est-ce que je fais fausse route ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 14:19

Bonjour

f,f^2 et f^3 sont des applications, donc je ne vois pas comment elles pourraient former une base de R^3.

Tu dois démontrer que (u,f(u)f^2(u)) est une famille libre, donc une base de R^3.

Posté par
nako32
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 14:49

merci pour ta réponse
mais comment je dois m'y prendre ?

si je fais :
A  = ((1,0,0),(0,1,0),(0,0,1))
tel que : A * (u,f(u),f2(u))=(v1,v2,v3)

en remarquant que A est libre car de la forme I3
et u, f(u) et f2(u) sont 0
est-ce que c'est bon pour affirmer que la famille est libre ?

et comme c'est une famille libre avec le même nb d'éléments que dim 3 ,c'est donc une base

Posté par
Camélia Correcteur
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 14:54

Ceci n'a aucun sens!

Tu supposes que

\lambda_1v_1+\lambda_2v_2+\lambda_3v_3=0 et tu montres que ceci entraine \lambda_1=\lambda_2=\lambda_3=0

(Une famille de vecteirs non nuls n'est pas forcément libre!)

Posté par
nako32
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 15:42

et pour montrer ça est-ce que je peux dire que comme v1,v2 et v3 sont non-nuls, la seul combinaison qui convient est 1=2=3=0

Posté par
Camélia Correcteur
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 15:44

NON!

(1,1,1), (1,0,1), (2,1,2) sont non nuls, mais (1,1,1)+(1,0,1)-(2,1,2)=(0,0,0)

Posté par
nako32
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 15:49

je comprend mais sur quoi je peux m'appuyer pour montrer que mes sont nuls ?
les propriétés de f ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 15:54

Explicite! Applique f à ta relation!

Posté par
Camélia Correcteur
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 16:33

Comme je m'en vais...

0=f^2(\lambda_1\vect u+\lambda_2f(\vect u)+\lambda_3f^2(\vect u))=\lambda_1f^2(\vect u)
entraine \lambda_1=0 puisque f^2(\vect u)\neq 0 par hypothèse.

Reste \lambda_2f(\vect u)+\lambda_3f^2(\vect u)=0 Tu appliques f...

Mais à mon avis tu devrais bien revoir ton cours!

Posté par
nako32
re : puissances d'endomorphisme 26-01-09 à 18:33

merci Camelia,
je vais suivre ton conseil (revoir mon cours) car même avec tes indications je patauge, par contre si à l'occasion tu avais un exemple du même type avec des valeurs numériques je pense que ça m'aiderais à comprendre.

Posté par
nako32
re : puissances d'endomorphisme 27-01-09 à 16:07

bon voilà ce que j'ai compris

1) montrer que 0 {1,2,3}
ça veut dire qu'aucun des vecteurs n'est nul et comme on a f application linéaire de 3, on a f(0) = 0 et par définition f2(u) 0 , ce qui nous donne u 0, f(u) 0

2)j'ai compris on applique f2 des deux cotés car f2(0) = 0, ce qui donne 1=0
en appliquant f on trouve 2 = 0
et finalement comme f2(u) 0, 3 = 0
et on peut conclure

3)on sait que rg (f3) = 0 et que le rangs de f et f2 sont supérieurs à 0
je sais (du moins je ne vois pas comment il peut en être autrement) que rg f = 2 , rg f2 = 1
mais dans un cas général comme celui-ci je ne sais pas quel théorème utiliser pour le montrer
tout ce que je vois ce que ker (f3) = 0 , donc rg (f3) = 0

4)dim (im A) = 2 et comme dim (im(f(u)) = 2 , on a donc A représente f dans la base canonique de 3

Posté par
Camélia Correcteur
re : puissances d'endomorphisme 27-01-09 à 16:12

L'image est engendrée par les images des vecteurs de base. On trouve f(\vec{v_1})=\vec{v_2}, f(\vec{v_2}=\vec{v_3} et f(\vec{v_3})=0 donc l'image est engendrée par la famille libre (\vec{v_1},\vec{v_2}) et elle est donc de dimension 2.

Tu regardes ces relations pour écrire la matrice A (on met en colonne les coordonnées des images des vecteurs de la base)

Posté par
nako32
re : puissances d'endomorphisme 27-01-09 à 17:43

merci beaucoup pour ton aide



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