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Niveau Licence Maths 1e ann
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Endomorphisme, image, noyau

Posté par
Anna24
17-01-11 à 22:30

Bonjour à tous,

Je ne comprend pas comment résoudre mon énoncé :s On a jamais fait d'exos avec des Im(g rond f).. Pouvez vous m'aider svp?

Voici l'énoncé:

Soient f,g deux endomorphismes d'un R-espace vectoriel E tels que f ron g = id(indice E) (<-- je pense que ça signifie endomorphisme identité). Montrer que:
1) Im (g rond f) = Im(g)
2) Ker (g rond f) = Ker (f)
3) Ker (f) + Im (g) = E

Voilà ce que je pensais répondre pour le 1) mais bon je suis pas sûre que se soit très juste: f et g étant des endomorphismes alors ce sont des applications linéaires de E dans E, ainsi quelque soit x appartenant à E, g(x) appartient à E, d'où Im(g rond f)= E et Im(g)= E donc Im(g rond f) = Im (g)

Merci pour votre aide.

Posté par
Yota
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:07

Alors, je vais taper fort mais c'est fait expres : c'est COMPLETEMENT faux
Je tape fort parce que c'est une erreur classique, et qu'il est important que tu comprennes pourquoi.

Si on suit ce que tu dis, pour tout x appartenant à [-1,1], x appartient à R : donc [-1,1] = R
Tu vois qu'il y a un probleme.
En fait, la seule chose que tu demontres, c'est l'INCLUSION : [-1,1] est inclus dans R

Si tu veux montrer l'egalité de deux ensembles, il faut que tu prouves la double inclusion (c'est a dire que chacun est inclus dans l'autre)

Pour le 1), il faut que tu montres que Im(g o f)Im(g) et Im(g)Im(g o f)
(l'un des deux sens est trivial, pour l'autre, il faut que tu utilises ton hypothèse sur f et g)

Posté par
verdurin
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:08

Bonsoir,
c'est un exercice assez bizarre.
En effet la condition f\circ g= Id_E entraine que f et g sont des bijections et donc que \text{Im}(f)=\text{Im}(g)=E et que \ker(f)=\ker(g)=\{0\}.
Les résultats demandé sont alors évidents.

Pour que l'on puisse t'aider il faut que tu précises les propriétés que tu peux utiliser.

Posté par
Yota
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:18

Verdurin, désolé mais ce que tu dis es faux.
1- parce que pour que f et g soient des bijections, il faut que f o g ET g o f soit egales à Id, l'une n'impliquant pas l'autre
(exemple dans C(R,R), f=derivée et g=intégrale de 0 à x)
2- f bijective ne donne Im(f)=E que si on est en dimension finie. Or l'énoncé ne l'impose pas.

Posté par
verdurin
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:33

En effet Yota j'ai pensé en dimension finie. C'est une erreur de ma part.

Posté par
Anna24
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:34

Comment est ce qu'on en déduit que la condition (f rond g) = IdE entraine que f et g sont des bijections?
On révise l'algèbre (matrices, espace vectoriels) donc sans doute les propriétés de bases de ces chapitres.

Je vais essayer de faire ce que vous m'avez indiqué, merci de votre aide!

Posté par
Anna24
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:42

Euh.. en fait, qu'est ce que sa signifie concrètement que (f rond g = idE) svp? C'est quoi un endomorphisme identité?

Posté par
Yota
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:44

L'endomorphisme identité,c'est celui qui a tout element associe... lui-même
f(a)=a si tu preferes

Donc f o g = Id, ca veut dire que (f o g)(x)=x pour tout x de E

Posté par
Anna24
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:54

D'accord merci beaucoup!

Posté par
verdurin
re : Endomorphisme, image, noyau 17-01-11 à 23:55

Une remarque quand même pour Yota : f bijective de E dans E entraine f(E)=E dans tout les cas, même si on est pas das dans un espace vectoriel. C'est quasiment la définition d'une bijection.

Posté par
Yota
re : Endomorphisme, image, noyau 18-01-11 à 00:21

Sauf qu'on peut tres bien avoir un f endomorphisme bijectif de E dans f(E) sans que f(E)=E

Exemple : Endomorphisme qui a une suite u_n de termes u_0, u_1, u_2, ..... associe la suite v_n telle que v_0 =0, v_1=u_0, v_2=u_1, v_3=u_2, ...

Il est facile de montrer que cet endomorphisme est une bijection de E dans F où F est l'ensemble des suites de premier terme nul. Mais f n'est pas une bijection de E dans E.
L'endomorphisme reciproque est celui du "decalage à gauche".
D'ailleurs ces deux fonctions repondent parfaitement aux conditions de l'énoncé

Posté par
verdurin
re : Endomorphisme, image, noyau 18-01-11 à 01:31

Non, il n'est pas question d'endomorphisme injectif (bijectif de E dans f(E)) mais d'endomorphisme bijectif.
Et je te cite : un rappel du contexte : f est un endomorphisme de E dans E

Citation :
f bijective ne donne Im(f)=E que si on est en dimension finie.


Ce que tu affirmes ici est faux : si f est bijective de E dans E alors f(E)=E par définition.

Il m'arrive de me tromper, voir un exemple ci-dessus, et il y en a d'autres.
Mais changer le sens des mots pour avoir raison me semble une très mauvaise chose.

Citation :
on peut tres bien avoir un f endomorphisme bijectif de E dans f(E) sans que f(E)=E

bien sur, c'est ce qu'on appelle un endomorphisme injectif et non surjectif de E dans E.

Je n'aurais sans doute pas dû te répondre une première fois. Mais il faut finir ce qu'on a commencé.
Et c'est fini ici.

Posté par
Yota
re : Endomorphisme, image, noyau 18-01-11 à 02:02

Je dis "f bijective", tu dis "f bijective DE E DANS E". Ce n'est pas moi qui rajoute des mots, et dans ces conditions évidemment qu'on ne parle pas de la meme chose.
Mais je rappelle qu'au depart, tu as deduit la bijection de l'existence d'un g tel que f o g = Id, il n'y avait donc aucune notion d'ensemble image.

Et "f est un endomorphisme de E dans E" (ce qui est un pleonasme, le terme endomorphisme induisant que Im(f) E) ne signifie NULLEMENT que Im(f)=E
Tu sors ton argument de surjectivité de nulle part, en reprenant une phrase obtenue de façon erronée, et hors de son contexte.

Donc je confirme que :
- en dimension finie, si f réalise une bijection de E sur son image, alors Im(f)=E et f est un automorphisme
- en dimension infinie, ce résultat est faux



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