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Niveau Maths sup
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Matrices, noyau, image, sev

Posté par
Froware
14-06-18 à 19:39

Bonjour,

Voici l'énoncé du problème :


Dans l'espace E=M_{2}(R) on considère les matrices :

I = \begin{pmatrix} 1 &0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}
J =   \begin{pmatrix} 0 &1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}
K =   \begin{pmatrix} 1 &0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix}
L =   \begin{pmatrix} 0 &1 \\ -1 & 0 \end{pmatrix}

Soit S l'application qui à toute matrice M de E associe la matrice S(M) = JMJ.
sev : sous-espace vectoriel

1) Montrer que l'application S est un endomorphisme de E.
3) Déterminer le noyau est l'image de S.
4) Montrer que l'ensemble F des matrices M de E qui vérifient S(M) = M est un sous-espace vectoriel de E et le déterminer.
5) Montrer que l'ensemble G des matrices M de E qui vérifient S(M) = -M est un sous-espace vectoriel de E et le déterminer.


Je bloque sur la question 4 ) ; voici ce que j'ai fait :

M € F  <=>  S(M)=M   <=>   JMJ = M <=>   \begin{pmatrix} d &c \\ b & a \end{pmatrix} =  \begin{pmatrix} a &b \\ c & d \end{pmatrix} (JMJ calculé dans les questions précédentes) donc :

d=a
c=b
b=c
a=d

dond F = {\begin{pmatrix} a &b \\ b & a \end{pmatrix}} soit l'ensembles des matrices symétriques;

F = a  \begin{pmatrix} 1 &0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix}  +  b \begin{pmatrix} 0 &1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix}
= Vect((\begin{pmatrix} 1 &0 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} ;  \begin{pmatrix} 0 &1 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} )
F est engendré par une combinaison linéaire de vecteurs de E donc F est un sev engendré de E donc F est un sev de E.

Pareil pour la 5) On obtient :  {\begin{pmatrix} a &b \\ -b & -a \end{pmatrix}}

Est-ce correct ?

merci par avance,

Posté par
SkyMtn
re : Matrices, noyau, image, sev 14-06-18 à 20:03

Salut, oui c'est correct.

Mais juste une remarque, sachant que S est linéaire (question 1) tu sais en un coup d'œil que F et G sont des sous-espaces vectoriels puisque noyaux de certaines applications linéaires (je te laisse voir lesquelles).

Par ailleurs tu peux encore écrire G comme un espace engendré en regardant bien

Posté par
Froware
re : Matrices, noyau, image, sev 16-06-18 à 18:07

Bonjour,

merci beaucoup pour votre réponse;
cependant je ne suis pas sûr de comprendre votre remarque :

SkyMtn @ 14-06-2018 à 20:03



sachant que S est linéaire (question 1) tu sais en un coup d'œil que F et G sont des sous-espaces vectoriels puisque noyaux de certaines applications linéaires (je te laisse voir lesquelles).



Pouvez-vous m'expliquer plus en détails ? merci par avance,

Posté par
SkyMtn
re : Matrices, noyau, image, sev 16-06-18 à 18:26

On remarque que F est le noyau de S - id et que G est le noyau de S + id

Posté par
Froware
re : Matrices, noyau, image, sev 16-06-18 à 18:59

Ah d'accord, merci !



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