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Niveau Licence Maths 1e ann
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Automorphisme d'un espace vectoriel

Posté par
loicos
02-02-13 à 19:58

Bonsoir à tous,

J'ai un petit problème concernant un exercice dont l'énoncé est le suivant :

Soit uL(E) un endomorphisme d'un espace vectoriel E vérifiant :
xE, u2(x) - 3u(x) + 4x = 0E où u2=u o u
Je dois montrer que u est un automorphisme de E.

Voilà comment j'ai commencé,
Montrons que u est un automorphisme de E montrons que u est bijective montrons que u est injective et surjective
1°) j'ai deux propriétés qui me permettent de montrer que u est injective : soit je montre que Ker u = {0} ou alors x,yE, u(x)=u(y) x=y
Dans les deux cas je ne vois pas trop comment faire car jusqu'à présent on nous donnait la définition de l'application, pourriez-vous m'indiquer une piste pour que je puisse résoudre cet exercice ?

Posté par
Bachstelze
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 02-02-13 à 20:04

Pose x 0. Est-il possible que x soit dans ker u ? Suppose qu'il l'est, et regarde ce qui se passe.

Posté par
loicos
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 02-02-13 à 20:22

Très bien, je suppose que x0 et que xKer u
cela veut donc dire que u(x)=0 et donc que u2(x) - 3u(x) + 4x = 0 - 3*0 + 4x = 0 4x=0 or on a supposez que x0 donc on aboutit à une contradiction et donc Ker u = {0} et on conclut que u est injective
J'ai trouvé la réponse en rédigeant ce message, merci pour ton aide .

Posté par
Dizzy
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 02-02-13 à 20:31

Bien le bonsoir,

Si on réécrit  ton égalité: u * ( (3/4).Id - (1/4).u ) = Id
( où * est la composition des endomorphismes et . est la multiplication par un scalaire...)
Peux tu trouver l'inverse de u ?

Posté par
loicos
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 02-02-13 à 20:43

Et bien comme u est un isomorphisme, on a donc :
! u-1:FE tq u * u-1 = id
et avec l'égalité que tu as obtenu on a donc u-1 = (3/4).id - (1/4).u
Est-ce juste ? Et comment as tu réussis à réécrire l'égalité ?

Posté par
Dizzy
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 02-02-13 à 20:52

Pour avoir l'égalité il suffit d'arranger celle du départ:  
u2 -3u + 4Id = 0

u2 - 3u = -4Id

u * ( u - 3Id ) = -4Id

...etc...

T'as ensuite bien trouvé u-1.
C'est une autre méthode pour ton exercice...

Posté par
loicos
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 02-02-13 à 20:55

D'accord merci beaucoup.

Posté par
Reti
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 02-02-13 à 21:24

Autre méthode ? X2-3X+4 est un polynôme annulateur scindé à racines simples sur C donc u est diagonalisable et 0 n'est pas valeur propre car pas racine du polynôme annulateur, d'où u bijective.

Posté par
loicos
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 03-02-13 à 11:08

Dernière petite question concernant cet exercice :
Je veux montrer que u est surjective, je dois donc montrer que Im u = E
J'ai la définition de l'image d'une application linéaire qui est Im u = {yE tq xE, y = u(x)}
Mais je ne vois pas comment appliquer cette définition dans cet exercice, quelqu'un aurait-il une idée ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 03-02-13 à 11:49

Bonjour

Il n'était pas dit que E est de dimension finie?

Posté par
loicos
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 03-02-13 à 15:54

Il est dit que E désigne un espace vectoriel réel ou complexe.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 03-02-13 à 16:06

Bon...

Pour tout x tu as  x = u \left(\dfrac{3}{4}x-\dfrac{1}{4}u(x) \right)

Posté par
loicos
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 03-02-13 à 16:23

Oui j'avais pensé à quelque chose comme ça.
Donc cela veut dire que xE, on a bien trouvé un yE avec y = (3/4)x -(1/4)u(x) tq x=f(y)
Mais comment montrer que Im u = E ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Automorphisme d'un espace vectoriel 03-02-13 à 16:29

Je viens d'écrire que tout x est égal à u(quelquechose)



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