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Espace vectoriel et dimension

Posté par
titimo16
05-08-24 à 17:57

Bonjour, j'ai essayé de résoudre ce problème :

Soient p1 et p2 deux endomorphismes de E possédant les propriétés suivantes :
1. p1+p2 = Id
2. p1 o p2 =p2 o p1 = 0
3. p1 o p1 = p1
4. p2 o p2 = p2

Démontrer que :
a. E est la somme directe de Im(p1) et Im(p2)
b. Im(p1) = Ker(p2)


Pour la a. je cherche donc à démontrer que Im(p1) + Im(p2) = E et que Im(p1) Im(p2) = {0}

Pour la première partie j'ai E = Im(Id) = Im(p1+p2) Im(p1) + Im(p2) E
Donc Im(p1) + Im(p2) = E

Pour la deuxième partie j'ai un raisonnemnt qui me parrait beaucoup plus bancal...
On suppose que x Im(p1) Im(p2) . Donc t1 et t2 E tels x = p1(t1) = p2(t2)
Comme  Im(p1) Im(p2) E, on peut ecrire que p1(x)=p1 o p1(t1) = p1(t1) = x
De même on peut écrire 2x = p1(t1) + p2(t2) p1(2x) = p1 o p1(t1) + p1 o p2(t2) = p1(t1)
Ainsi p1(2x) = p1(x) 2p1(x) = p1(x) p1(x) = 0 donc x = 0
De ce fait x Im(p1) Im(p2) implique que x = 0
Donc je crois pouvoir dire que Im(p1) Im(p2) = {0}

Est ce que j'ai raison ? ou comme le laisse penser mon instinct, je me suis fait une entorse du cerveau et j'ai écrit n'importe quoi ?..

Merci d'avance pour vos éclairages !

Posté par
Sugaku
re : Espace vectoriel et dimension 05-08-24 à 18:20

Bonjour,

La seule erreur que je vois dans tout raisonnement est l'utilisation d'équivalence alors que tu n'as (a priori) qu'une implication.
Toutefois, on peut faire plus court et moins prise de tête.
Il existe effectivement t_1,t_2\in E tels que p_1(t_1) = p_2(t_2)=x. Oublions temporairement l'égalité avec x : il reste p_1(t_1) = p_2(t_2). Compose cette égalité à gauche par p_1 (ou p_2 selon tes goûts). Tu récupèreras l'égalité x=0 de façon plus naturelle.

Afin de te donner les bonnes intuitions (attention, pas forcément les bonnes rédactions) tu peux  supposer que E=\mathbb{R}^2 et que p_1 et p_2 sont respectivement les projections sur la première et la seconde coordonnée.

Posté par
titimo16
re : Espace vectoriel et dimension 05-08-24 à 18:24

Merci Beaucoup Sagaku, en effet, il y avait beaucoup plus rapide pour trouver le même résultat

Merci pour le conseil, je vais essayer de garder ca dans un coin de la tête pour la suite de l'exo !

Posté par
Ulmiere
re : Espace vectoriel et dimension 05-08-24 à 18:26

Tu pouvais aussi montrer qu'il n'existe qu'une seule façon d'écrire 0 comme la somme d'un élément de Im(p1) et d'un élement de Im(p2)

En effet, si 0 = p1(x) + p2(y) alors 0 = p1(0) = p1(p1(x)) + p1(p2(y)) = p1(x) + 0. Donc p1(x) = 0, puis 0 = 0 + p2(y) donc p2(y) = 0 aussi.
C'est vraiment plus long à écrire qu'à comprendre



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