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Niveau Maths sup
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espaces vectoriels de dimension finie

Posté par spirale (invité) 22-04-07 à 21:40

Bonsoir,
Je n'arrive pas à faire l'exercice suivant:
Soit f un endomorphisme d'un espace vectoriel E de dimension n+1 tel que fn+1= 0 sans que fn soit nul. Montrer qu'il existe x tel que (fn-1(x),..., f(x),x) soit une base de E. Donner la forme de la matrice de f dans cette base.
En déduire qu'il existe une base de n[X] dans laquelle la matrice de D (qui associe à tout polynôme de n[X] son polynôme dérivé) soit de la forme :
           0 1 0.....0
           0           .
           .           .
           .           1
           0.......0 0
Je ne vois pas comment la famille en question peut être une base de E alors qu'elle n'a que n éléments...
Merci d'avance!
Edit Kaiser

Posté par
Rouliane
re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 21:45

Bonjour,

C'est pas plutot f^n le premier vecteur ?

Posté par
raymond Correcteur
espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 21:46

Bonsoir.

Je pense que la famille en question est : ( fn(x) , fn-1(x) , ... , f(x) , x )

A plus RR.

Posté par
Rouliane
re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 21:48

Bonsoir Raymond,

Petite question : pourquoi cette base n'est pas vraie pour tout x ?

Posté par
Cauchy
re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 21:50

Bonjour à tous,

et bien parce que déja f^n(x) peut être égal à 0 ,ca pose quelques problèmes.

Posté par
veleda
espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 22:07

bonsoir,
fnest non nul donc il existe au moins un x tel que fn(x)0
et je suis d'accord avec raymond

Posté par
Cauchy
re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 22:08

Bonsoir veleda,

bien sur mais ca marche pas pour tout x

Posté par spirale (invité)re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 22:22

J'arrive à montrer que la famille (f[/sup]n[sup](x),...,f(x),x) est une base de V en montrant que si il existe [/sub]0[sub],..., [/sub]n[sub] tels que [/sub]n[sub]f[/sup]n[sup](x) +...+[/sub]0[sub]x = 0 alors [/sub]0[sub]=...=[/sub]n[sub]=0 (en appliquant f[/sup]n[sup], puis f[/sup]n-1[sup]... à l'égalité) mais je ne vois pas comment on peut trouver la matrice de f dans cette base

Posté par
raymond Correcteur
re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 22:30

Tu as déjà utilisé la touche "aperçu" ?

Posté par
raymond Correcteur
re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 22:36

Bonsoir à toutes et à tous.

Rouliane :
écrire que fn non nulle signifie : il existe au moins un vecteur x pour lequel fn(x) 0. C'est seulement pour ce type de vecteur "x" que l'on a quelques chances de trouver une famille libre.

A plus RR.

Posté par
veleda
re:espaces vectorielsde dimension finie 22-04-07 à 22:37

bonsoir cauchy,
on est bien d'accord il y a au moins un x pour lequel ça marche

Posté par spirale (invité)re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 22:39

Je voulais dire que j'arrive à montrer qu'il existe x tel que la famille (f^n(x),...,f(x),x) soit une base de E, mais que je n'arrive pas à donner la forme de la matrice de f dans cette base

Posté par
raymond Correcteur
re:espaces vectorielsde dimension finie 22-04-07 à 22:44

spirale :

Soit x tel que fn(x) 0

2$\textrm a_n.f^n(x) + a_{n-1}.f^{n-1}(x) + ... + a_1.f(x) + a_0.x = 0 \ \ \(I)

En prenant l'image par f, par f², ... , par fn de (I) et en tenant compte de fn+1 = 0, on trouve que a0 = a1 = ... = an = 0.

A plus RR.

Posté par
raymond Correcteur
re:espaces vectorielsde dimension finie 22-04-07 à 22:52

spirale.

Tu sais que les colonnes seront les images des vecteurs de la base, sur cette base.
Ta base est :

2$\textrm e_1 = f^n(x)
2$\textrm e_2 = f^{n-1}(x)
.
.
2$\textrm e_k = f^{n-k+1}(x)
.
.
2$\textrm e_{n-1} = f^{2}(x)
2$\textrm\ \ e_n = f(x)
2$\textrm e_{n+1} = x

Calcule maintenant f(e1) , f(e2) , ... , f(en+1) et exprime les en fonction des ei.

A plus RR.

Posté par
Rouliane
re : espaces vectoriels de dimension finie 22-04-07 à 22:53

Merci à Cauchy et Raymond pour les précisions, c'est évident, je suis vraiment nul !

Posté par
veleda
re:espaces vectorielsde dimension finie 22-04-07 à 23:00

tu poses:
e'1=fn(x)=>f(e'1)=0
e'2=fn-1(x)=>f(e'2)=fn(x)=e'1
..................................
e'n+1=x=>f(e'n+1)=f(x)=e'n
          



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