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Niveau Maths sup
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Espaces Vectoriels Prepa

Posté par benesen (invité) 02-03-05 à 19:17

Dans l'espace vectoriel R^4 muni de sa base canonique B=(e_1,e_2,e_3,e_4), on considère les quatres vecteurs:
f_1=(1,1,1,1)
f_2=(1,1,-1,-1)
f_3=(1,-1,1,-1)
f_4=(1,-1,-1,1)

1.) Montrer que (f_1,f_2,f_3,f_4) est une base de R^4. On notera désormais cette base C

-> Il faut donc montrer que la famille est libre et génératrice.
Cependant je n'arrive pas à montrer qu'elle est génératrice.
Il me faut résoudre ce système mais je n'y arrive pas.
a+b+c+d=x
a+b-c-d=y
a-b+c-d=z
a-b-c+d=t

2.) On considère l'endomorphisme u de R^4 défini par les relations:
u(e_1)=f_1
u(e_2)=f_2
u(e_3)=f_3
u(e_4)=f_4

a.) Montrer que u est un automorphisme de R^4.
Expliciter sa matrice associée dans la base canonique B.
b.) Montrer que l'endomorphisme u^2 est un endomorphisme simple, que l'on déterminera.
c.) Déterminer la matrice associée à l'endomorphisme réciproque de u dans la base B.
d.) Déterminer la matrice associée à l'endmorphisme u dans la base C.

J'ai également quelques problèmes pour cette question.

Je vous remercie de votre aide.

Posté par
dad97 Correcteur
re : Espaces Vectoriels Prepa 02-03-05 à 20:39

Bonsoir benesen,

1) Il te suffit de démontrer qu'elle est libre en effet vu que ton système est constitué de 4 vecteurs et que R4 est de dimension 4 cette famille est libre maximale donc une base.

2)a ) Un automorphisme est endomorphisme bijectif donc il suffit de calculer le déterminant de la matrice de u et de constater qu'il n'est pas nul pour assurer la bijectivité.

b) il te suffit d'inverser la matrice de u.

c) Il te suffit d'exprimer u(f1) en fonction de f1, f2, f3 et f4 idem pour u(f2), u(f3) et u(f4)

salut

Posté par benesen (invité)re : Espaces Vectoriels Prepa 03-03-05 à 11:33

Bonjour,
Pour la question 2.) je ne sais pas comment calculer le déterminant de la matrice
1  1  1  1
1  1 -1 -1
1 -1  1 -1
1 -1 -1  1
Merci de votre explication

Pour la suite je n'arrive a rien faire malgré votre aide.
Pourriez vous m'expliquer un peu plus.
Merci

Posté par titimarion (invité)re : Espaces Vectoriels Prepa 03-03-05 à 11:48

Pour vérifier que le déterminant n'est pas nul tu peux utiliser les opérations élémentaires sur les lignes et les colonnes
en effet si tu fais C1->C1+C2+C3+C4
tu obtiens \begin{pmatrix}4&1&1&1\\0&1&-1&-1\\0&-1&1&-1\\0&-1&-1&1\\ \end{pmatrix}
avec le 4 que tu as obtenu tu peux supprimer les 1 en haut en faisant
C2->C2-4C1 et etc..
tu obtiens donc
\begin{pmatrix}4&0&0&0\\0&1&-1&-1\\0&-1&1&-1\\0&-1&-1&1\\ \end{pmatrix}
Et la tu as donc que le déterminant de ta matrice est égal à 4 fois celui  de ton mineur d'ordre 3 en bas à droite(calcul de déterminant de matrices par blocs)
Et la tu dois pouvoir calculer le determinant de ton mineur tout seul et montrer qu'il n'est pas nul



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