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Espaces Vectoriels

Posté par Alexandre_G (invité) 11-09-05 à 20:49

Bonjour tout le monde (ou bonsoir),

J'ai un petit probleme sur un DM de math (niveau math spe) que je dois rendre. Il s'agit de trois petites questions toutes betes, mais qui me posent problemes...
Voila le sujet,
On considere u est un endomorphisme non nul de R(3) qui verifie u3=-u
1) Demontrer que Ker (u) et Im (u) sont supplementaires de R(3).
2) Montrer qu'il existe a appartenant a R(3) tel que ( u(a), u2(a) ) soit une base de Im (u)
3) En deduire qu'il existe une base de R(3) dans laquelle u a pour matrice M= ( 0 -1 0 )
                                                                                                       ( 1  0 0 )
                                                                                                       ( 0  0 0 )

Merci beaucoup de votre aide.

Alexandre.

Posté par biondo (invité)re : Espaces Vectoriels 11-09-05 à 20:59

Salut!

1) methode classique: soit y un element de Im(u) Ker(u)

DOnc il existe un x de R3 tel que y = u(x) (y est dans Im(u)), et u(y) = 0 (car y est dans Ker(u)).

On en deduit u^2(x) = 0. Donc u^3(x) = u(0) = 0 mais d'apres la relation que verifie u, u^3(x) = -u(x)

Donc u(x) =0, et u(x) = y...

L'intersection de Imu et Keru est reduite a l'element nul. Les deux sev sont en somme directe. le th. du rang permet de conclure quant a leur supplementarite.

biondo

Posté par Alexandre_G (invité)re : Espaces Vectoriels 11-09-05 à 21:43

Merci beaucoup pour cette premiere question biondo. Je dois l'avouer c'etait on ne peux plus classique ! Mais les vacances me font oublier tellement de trucs...
Enfin bon, merci encore pour cette question,

Quelqu'un pourrait m'aider pour la suite ?  Merci a ceux qui le feront.

Alexandre

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Espaces Vectoriels 11-09-05 à 23:40

Bonsoir;
Commençons par remarquer que l'endomorphisme u ne peut ^tre injectif car sinon sa matrice M dans la base canonique de {\mathbb{R}}^3 serait inversible et comme elle vérifie:
M(M^2+I_3)=0 on aura M^2=-I_3 et donc que Det^{2}(M)=-1
on a donc dimKeru\ge1et par suite dimImu\le2
2) Comme l'endomorphisme u est non nul,soit x\in E tel que u(x)\neq0
d'aprés 1) on peut trouver (b,a')\in{Keru\times Imu} tel que x=a'+b soit alors a\in E tel que a'=u(a)
*u(a)\neq0 (car u(x)\neq0)
*u(a) et u^2(a) sont linéairement indépendants car sinon \exists\lambda réel tel que: u^2(a)=\lambda u(a) et donc u^3(a)=\lambda u^2(a)=-u(a) et donc que ({\lambda}^2+1)u(a)=0 ie {\lambda}^2=-1
CQFD

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Espaces Vectoriels 12-09-05 à 04:18

3) il est clair que B=(u(a),u^2(a),b) est une base de E={\mathbb{R}}^3 et on a bien:
\fbox{Mat_{B}(u)=\(\begin{tabular}{ccc}0&-1&0&\\1&0&0&\\0&0&0&\\\end{tabular}\)}
CQFD

Posté par Alexandre_G (invité)re : Espaces Vectoriels 12-09-05 à 22:55

Merci beacoup elhor_abdeladi, tu m'as ete d'une grande aide. J'apprecie ton geste.

Alexandre.



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