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Problème d'algèbre linéaire

Posté par
Skops
09-03-08 à 19:08

Bonjour

Citation :

Soit E, un 4$\bb R-espace vectoriel
Pour 4$\lambda\in\bb{R}^*, on note 4$\scr F(\lambda), l'ensemble des applications linéaires f de E dans E elles que 4$fof=\lambda f

1. Etude de Im(f)

On suppose 4$\lambda\in\bb R^* et que 4$f\in\scr F(\lambda)
Soit x appartenant à E. Montrer que 4$x\in Im(f)\Leftright f(x)=\lambda x

2. Etude d'un exemple

On suppose dans cette question que 4$E=\bb {R}^3 et on définit 4$f\in \scr{L}(\bb{R}^3)

5$\forall(x,y,z)\in\bb{R}^3  5$f(x,y,z)=(-x+y+z;-6x+4y+2z;3x-y+z)

a) Montrer que f appartient à 4$\scr{F}(\lambda) pour un certain 4$\lambda que l'on précisera

b) Déterminer une base de Ker(f) et de Im(f)

2. Etude de la somme de deux élements de 4$\scr{F}(\lambda)

On suppose 4$\lambda\in\bb R^*. Soient f et g deux élements de 4$\scr{F}(\lambda)

(a) Montrer que si 4$fog+gof=0 alors 4$fog=gof=0

(b) En déduire que 4$f+g\in\scr{F}(\lambda)\Leftrightarrow fog=gof=0
Montrer que dans ce cas, 4$Ker(f+g)=Ker(f)\cap Ker(g)




Deuxième partie :

Il y a t'il plus élégant que de calculer fof pour trouver 4$\lambda

J'ai 4$Ker(f)=\{\frac{1}{2}y;y;\frac{-1}{2}\}
En vect, je vois pas (je crois que j'ai mis une grosse c******* sur mon brouillon )

Pour la troisième partie, je n'arrive pas à commencer
une piste s'il vous plait

Merci

Skops

Posté par
soucou
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 19:30

Je trouve que f\in\mathcal{F}(2) et que ker(f)=Vect((1,0,-1),(0,2,-1)) est un plan vectoriel.

Une base de l'image s'obtient en faisant le "produit vectoriel" des deux vecteurs précédents : Im(f)=Vect((2,-1,-2)).

Je regarde pour la suite.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 19:40

Tu peux détailler pour le Ker ?

Skops

Posté par
soucou
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 19:43

J'ai un doute... Je vais aller manger et je vérifierai mes petits calculs plus tard. En plus, je suis super crevé.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 19:45

D'accord

Pour Im(f), j'ai trouvé 4$Vect[(-1,-6;3);(1,4,-1);(1,2,1)]

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 20:05

Salut

Si tu passes tout ça en matrice tu devrais faciliter un peu les calculs, tu as essayé?

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 20:15

Sinon pour le ker tu résous ton système.

On arrive à 3$\rm \{{x=-t\\y=-2t\\z=t
C'est une droite vectorielle dont tu détermineras facilement un vecteur directeur.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:03

Donc ker(f)=vect(-1,-2,1) ?

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:05

Oui

Ton kernel est une droite vectorielle, l'image sera donc un plan vectoriel. Il suffit de trouver deux vecteurs dans l'image non colinéaires et hop, on a une base.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:15

Il est faux mon Im(f) précédent ?

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:16

Bah a priori oui!

S'il était bon, ton noyau serait réduit à {0} ce qui est clairement faux.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:19

Bonsoir

Si, si, ses vecteurs engendrent l'image, mais ils sont liés!

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:20

Ah, oui, j'aurais dû regarder plus loin que le bout de mon nez.

Salut Camélia

Posté par
Camélia Correcteur
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:22

J'ai un mari président d'un bureau de vote, donc je suis une femme seule et abandonnée... je suis venu voir à quoi ressemble l'ile la nuit...

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:22

Im(f)={f(x,y,z)|(x,y,z) € IR^3}
Im(f)={f(x(1,0,0)+y(0,1,0)+z(0,0,1))|(x,y,z) € IR^3}
Im(f)={xf(1,0,0)+yf(0,1,0)+zf(0,0,1)|(x,y,z) € IR^3}

C'est faux ?

Skops

Posté par
Camélia Correcteur
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:25

Non, voir plus haut... tu donnes bien une famille génératrice, mais elle est liée. Jord a raison elle engendre un ssespace de dimension 2.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:28

Comment je fais alors ? je résous un autre système ?

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:29

Je t'ai donné la méthode

Ou sinon il suffit de supprimer ton 3éme vecteur et tu as ta base.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:31

Comment je peux avoir le droit d'enlever le 3ème vecteur ?

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:31

Il est lié aux deux autres donc pour obtenir une base on peut le "supprimer".

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:49

Sympa

par contre, mon ker est une base ?

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 22:54

Oui, en rajoutant que y varie dans R^3 c'est bon.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 23:01

Oui mais dans l'expression du vect, il n'y a pas de y si ?

Et tu aurais une idée pour la troisième partie ?

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 09-03-08 à 23:25

Non mais ça dépend de la manière dont tu veux écrire ton noyau. Soit tu l'écris sous forme d'ensemble, soit comme un sev engendré par une base.

Je te fais le début pour la 3éme partie.

On a 3$\rm fog+gof=0

On compose à gauche par f :
3$\rm fofog+fogof=0
ie
3$\rm \lambda fog+fogof=0 (1)
On compose à droite par f :
3$\rm fogof+gofof=0
d'où :
3$\rm fogof+\lambda gof=0 (2)
On en déduit de (1) et (2) que 3$\rm fog=gof
Reste à prouver que c'est nul.
A toi de jouer, essaye de bidouiller les expressions en composant par ci par là.

Pour le 2éme c'est un peu pareil.

Supposons que 3$\rm (f+g)^{2}=\lambda (f+g)
Or on a :
3$\rm (f+g)^{2}=fo(f+g)+go(f+g)=\lambda f+fog+\lambda g+gof
On en déduit que 3$\rm fog+gof=0 et donc d'après le résultat précédent fog=gof=0
je te laisse faire la réciproque

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:05

Re

Pour le 2ème réciproque, je peux dire que si fg=gf=0 alors fog+gof=0
En fait, je peux pas faire par équivalence plutôt que par double inclusion ?

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:24

Si l'équivalence est directe ici.

Posté par
infophile
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:27

Tiens c'est marrant j'ai eu un truc à peu près identique cet aprem en khôlle avec les valeurs propres et spectre d'un endomorphisme.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:36

Bon, je cherche pour montrer la nullité

Skops

Posté par
Nightmare
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:43

Un petit indice, montre que fog=-gof.

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:46

Une petite piste pour fog=0

Skops

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:47

Ok

Skops

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:49

bah ca découle de la supposition non ?

Skops

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 21:50

Ok c bon

Skops

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 22:55

Re

Je suppose x appartenant à Ker(f+g)

(f+g)(x)=0

Je lance le calcul de f(x)

f(x)=-g(x)... mais ensuite ?

j'ai réussi à faire dans l'autre sens

Skops

Posté par
Skops
re : Problème d'algèbre linéaire 10-03-08 à 23:56

Up

Skops

Posté par
Camélia Correcteur
re : Problème d'algèbre linéaire 11-03-08 à 14:47

Bonjour Skops

je ne sais pas trop où vous en êtes alors j'attaque la partie 3).

a) Si fog+gof=0, il est clair que fog=-gof et Jord a montré que fog=gof. Alors gof=-gof donc gof=0.

b) (f+g)o(f+g)=fof+(fog+gof)+gog=(f+g)+(fog+gof), donc c'est clair.

L'inclusion Ker(f)Ker(g)Ker(f+g) est toujours vraie.

Soit x dans Ker(f+g). Alors (f+g)(x)=0, d'où f(f+g)(x)=0, fof(x)+fog(x)=0. On sait que fog(x)=0; il reste fof(x)=0=f(x)=0 et comme 0, on a bien f(x)=0 donc x est dans Ker(f).



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