TD 02 : Applications linéaires

Documents pareils
Première partie. Préliminaires : noyaux itérés. MPSI B 6 juin 2015

2. Quelle est la valeur de la prime de l option américaine correspondante? Utilisez pour cela la technique dite de remontée de l arbre.

Texte Ruine d une compagnie d assurance

Théorème du point fixe - Théorème de l inversion locale

Correction de l examen de la première session

Exo7. Matrice d une application linéaire. Corrections d Arnaud Bodin.

Fonction dont la variable est borne d intégration

NOTATIONS PRÉLIMINAIRES

Exemples de résolutions d équations différentielles

Un K-espace vectoriel est un ensemble non vide E muni : d une loi de composition interne, c est-à-dire d une application de E E dans E : E E E

TD/TP : Taux d un emprunt (méthode de Newton)

Commun à tous les candidats

Cours d Analyse. Fonctions de plusieurs variables

Chapitre 2. Eléments pour comprendre un énoncé

Structures algébriques

I. Polynômes de Tchebychev

CARACTERISTIQUES STATIQUES D'UN SYSTEME

Groupe symétrique. Chapitre II. 1 Définitions et généralités

Notes du cours MTH1101N Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

Calcul fonctionnel holomorphe dans les algèbres de Banach

Fonctions de plusieurs variables et applications pour l ingénieur

Mathématiques financières. Peter Tankov

Continuité en un point

Université Paris-Dauphine DUMI2E 1ère année, Applications

Le produit semi-direct

CHAPITRE 13. EXERCICES a) 20,32 ± 0,055 b) 97,75 ± 0,4535 c) 1953,125 ± 23, ±0,36π cm 3

De même, le périmètre P d un cercle de rayon 1 vaut P = 2π (par définition de π). Mais, on peut démontrer (difficilement!) que

CCP PSI Mathématiques 1 : un corrigé

F 2 = - T p K F T = - T p K 0 - K 0

Méthodes de quadrature. Polytech Paris-UPMC. - p. 1/48

Suites numériques 3. 1 Convergence et limite d une suite

Capes Première épreuve

Notes du cours MTH1101 Calcul I Partie II: fonctions de plusieurs variables

Pour l épreuve d algèbre, les calculatrices sont interdites.

Image d un intervalle par une fonction continue

Différentiabilité ; Fonctions de plusieurs variables réelles

CNAM UE MVA 210 Ph. Durand Algèbre et analyse tensorielle Cours 4: Calcul dierentiel 2

Polynômes à plusieurs variables. Résultant

Les circuits électriques en régime transitoire

Cours de mathématiques

Les travaux doivent être remis sous forme papier.

Optimisation non linéaire Irène Charon, Olivier Hudry École nationale supérieure des télécommunications

Exercices - Fonctions de plusieurs variables : corrigé. Pour commencer

Chapitre 2 L investissement. . Les principales caractéristiques de l investissement

Caractéristiques des signaux électriques

MATHEMATIQUES FINANCIERES

IV- Equations, inéquations dans R, Systèmes d équations

Limites finies en un point

Calcul différentiel sur R n Première partie

Développements limités, équivalents et calculs de limites

[ édité le 30 avril 2015 Enoncés 1

FONCTIONS À CROISSANCE RÉGULIÈRE

Recueil d'exercices de logique séquentielle

3 Approximation de solutions d équations

La mesure de Lebesgue sur la droite réelle

Amphi 3: Espaces complets - Applications linéaires continues

Intégration et probabilités TD1 Espaces mesurés

Résolution d équations non linéaires

Programmes des classes préparatoires aux Grandes Ecoles

Continuité d une fonction de plusieurs variables

Espérance conditionnelle

Développements limités. Notion de développement limité

rf( 1 f(x)x dx = O. ) U concours externe de recrutement de professeurs agreg6s composition d analyse

Equations cartésiennes d une droite

Calcul matriciel. Définition 1 Une matrice de format (m,n) est un tableau rectangulaire de mn éléments, rangés en m lignes et n colonnes.

Simulation de variables aléatoires

Cours 02 : Problème général de la programmation linéaire

CHAPITRE I : Cinématique du point matériel

Finance 1 Université d Evry Val d Essonne. Séance 2. Philippe PRIAULET

Quelques contrôle de Première S

Chapitre VI Fonctions de plusieurs variables

Intégrale de Lebesgue

Exemple 4.4. Continuons l exemple précédent. Maintenant on travaille sur les quaternions et on a alors les décompositions

Calcul Différentiel. I Fonctions différentiables 3

Formes quadratiques. 1 Formes quadratiques et formes polaires associées. Imen BHOURI. 1.1 Définitions

Rappels théoriques. -TP- Modulations digitales ASK - FSK. Première partie 1 INTRODUCTION

CHAPITRE 10. Jacobien, changement de coordonnées.

Chapitre VI - Méthodes de factorisation

Fonctions de deux variables. Mai 2011

Etude de fonctions: procédure et exemple

Cours d Analyse 3 Fonctions de plusieurs variables

La Licence Mathématiques et Economie-MASS Université de Sciences Sociales de Toulouse 1

Fonctions de plusieurs variables, intégrales multiples, et intégrales dépendant d un paramètre

Enoncé et corrigé du brevet des collèges dans les académies d Aix- Marseille, Montpellier, Nice Corse et Toulouse en Énoncé.

Calcul Stochastique 2 Annie Millet

Suites numériques 4. 1 Autres recettes pour calculer les limites

Fonctions de plusieurs variables : dérivés partielles, diérentielle. Fonctions composées. Fonctions de classe C 1. Exemples

Logique. Plan du chapitre

Oscillations forcées en régime sinusoïdal.

Relation entre la Volatilité Implicite et la Volatilité Réalisée.

Cours3. Applications continues et homéomorphismes. 1 Rappel sur les images réciproques

Marc HINDRY. Introduction et présentation. page 2. 1 Le langage mathématique page 4. 2 Ensembles et applications page 8

Licence MASS (Re-)Mise à niveau en Probabilités. Feuilles de 1 à 7

Master IMEA 1 Calcul Stochastique et Finance Feuille de T.D. n o 1

Exercices Corrigés Premières notions sur les espaces vectoriels

a et b étant deux nombres relatifs donnés, une fonction affine est une fonction qui a un nombre x associe le nombre ax + b

I - PUISSANCE D UN POINT PAR RAPPORT A UN CERCLE CERCLES ORTHOGONAUX POLES ET POLAIRES

Chapitre 2. Matrices

Le théorème de Perron-Frobenius, les chaines de Markov et un célèbre moteur de recherche

2 Division dans l anneau des polynômes à plusieurs variables

Transcription:

Ex 1 Ex 2 TD 02 : Applicaions linéaires Les applicaions suivanes son-elles linéaires? x ( ) 1 f : y 2x + 4y z R4 R y 2, x 2 f : y 2x πy z R4 z + 3 R 3, x + y + z + Première approche x 3 f : y z R4 x + y + z + R, 4 f : P R n [X] P (X) XP (X) R n [X], 5 Ψ : f C 0 1 0 f(x) 2 dx Donner une base du noyau e de l image des applicaions linéaires canoniquemen associées à chacune des marices suivanes,e foncion du paramère x C : ( 1 2 x 3 1 4 ) 1 + x 0 0 0 1 + x 1 3 1 1 + x Faies de même pour l endomorphisme de R 4 suivan : f : (x, y, z, ) (y, x y, 2, x + z) x 1 0 0 0 0 x 1 0 0 0 0 x 1 0 0 0 0 x 1 1 0 0 0 x Ex 3 Ex 4 Ex 5 Monrer qu il exise un unique endomorphisme f de R 3 [X] el que : f(1) = X 1, f(x + 1) = X 3 1, f(x 2 + X + 1) = 1, f(x 3 + X 2 + 1) = X 2 1 Ce endomorphisme es-il injecif, surjecif? Soien E un espace vecoriel, f, g L(E, E) Monrer : 1 ker(g f) ker f e Im(g f) Img 2 f 2 = 0 Imf ker f 3 Si f g = g f, alors Im f e ker f son sables par g Soi E un C espace vecoriel e f un endomorphisme de E el que pour ou x dans E, f(x) es colinéaire à x Monrer que f es un homohéie TD 02 : Applicaions linéaires Page 1/5

Ex 6 Ex 7 Ex 8 Ex 9 Ex 10 Ex 11 CCP 2014-Algèbre-10 Soi E un espace vecoriel sur R ou C e f e g deux endomorphismes de E els que f g = id 1 Démonrer que ker(g f) = ker f 2 Démonrer que Im (g f) = Im g 3 Démonrer que E = ker f Im g CCP 2014-Algèbre-10 Soi f un endomorphisme d un espace vecoriel E de dimension n 1 Démonrer que E = Im f ker f = Im f = Im f 2 2 (a) Démonrer que : Im f = Im f 2 ker f = ker f 2 (b) Démonrer que : Im f = Im f 2 = E = Im f ker f Soien f e g deux formes linéaires sur E Monrer que ker f = ker g f e g son proporionnelles Projecions e Syméries 1 Monrer que l applicaion f = L A L (R 4 ), où A = déerminer son noyau e son image 1 2 0 0 1 2 0 0 es un projeceur e 0 0 1 1 0 0 0 0 2 Monrer qu un endomorphisme f commue avec un projeceur p si e seulemen si Im p e ker p son sables par f Soi dans R 4, E 1 = {(x, y, z, ) R 4, x + y = z e x + 2y = z}, e E 2 = vec (u 1, u 2 ) où u 1 = ( 1, 0, 1, 1) e u 2 = (1, 2, 3, 0) 1 Monrer que R 4 = E 1 E 2 2 Soi p la projecion sur E 1 parallèlemen à E 2 Calculer p(x, y, z, ) en foncion de x, y, z, R 3 Même quesion pour la symérie par rappor à E 1 parallèlemen à E 2 Soien p e q deux projeceurs d un espace vecoriel E de dimension finie 1 Monrer que p + q es un projeceur p q = q p = 0 TD 02 : Applicaions linéaires Page 2/5

2 Monrer que dans ce cas, Im (p + q) = Im p Im q e ker(p + q) = ker q ker p Ex 12 Monrer que pour ou Q R n [X], il exise un unique polynôme P dans R n [X] qui vérifie Q(X) = n i=0 P (i) ( X 2 i ) Ex 13 Ex 14 Soi n N, E = R n [X], e E E P (X) P (X + 1) P (X) 1 Monrer que L (E) 2 Monrer que ker = R 0 [X] e que (R n [X]) = Im = R n 1 [X] 3 Monrer que es nilpoen d indice n + 1 4 Monrer qu il exise au moins un polynome P que l on expliciera el que (P, (P ), 2 (P ),, n (P )) es une base de E Soi E un R espace vecoriel de dimension finie n 1 e f e g deux endomorphismes de E 1 Monrer que si f es de rang 1, il exise a R el que f 2 = af 2 Monrer que si p es le rang de f, on peu écrire f comme une somme de p endomorphismes de rang 1 dim ker f g dim ker f + dim ker g, 3 Monrer que Rang f g min { Rang f, Rang g } 4 Monrer les inégaliés Rang f Rang g Rang (f + g) Rang f + Rang g Ex 15 Trois exercices inconournables Les Noyaux iérés Ici, E es un R espace vecoriel e f L (E) On noe pour ou k N, N k = ker f k e I k = Im f k 1 Prouver que pour ou k N, N k N k+1 e I k+1 I k 2 Prouver que si il exise k 0 N el que I k0 = I k0 +1, alors la suie (I k ) es consane à parir de k 0, e qu il en es de même pour N k 3 Si E es de dimension finie, prouver que il exise k N el que I k N k = E TD 02 : Applicaions linéaires Page 3/5

Ex 16 Polynômes d Inerpolaion de Lagrange R n [X] R( n+1 ) Soien a 0 < < a n des réels e ϕ : P P (a 0 ), P (a 1 ),, P (a n ) 1 Monrer que ϕ es un isomorphisme 2 Soi i [[0, 1,, n]] On noe L i (X) = 0 j n,j i X a j a i a j Calculer ϕ(l i ), pour ou i {0, 1,, n} ) 3 Monrer que la famille (B) := (L 0, L 1,, L n es une base de R n [X] 4 Soi (y 0, y 1,, y n ) un veceur quelconque de R n+1 Il exise donc un unique polynôme P de R n [X] el que ϕ(p ) = (y 0, y 1,, y n ) Exprimer les coordonnées de P dans la base (B) en foncion des réels {y i, 0 i n} Ex 17 Endomorphismes nilpoens Soi E un ev de dimension n e f un endomorphisme de E On suppose qu il exise un enier p 0 el que f p = 0 e f p 1 0 On di que f es nilpoen d indice p 1 Monrer que f n es pas bijecive mais que Id f es un auomorphisme de E don on donnera l inverse 2 Monrer que les inclusions {0} ker f ker f 2 ker f p prouvées dans l exercice sur les noyaux iérés son srices 3 Soi a un veceur de E el que f p 1 (a) 0 Monrer que (a, f(a),, f p 1 (a)) es une famille libre En déduire que p n INDICATIONS Ex 3 Il es quesion ici du héorème d inerpolaion linéaire Pour la deuxième quesion pensez que ce son des propriéés qui se lisen sur l image d une base Ex 5 Pour cela, en appelan λ x le complexe qui vérifie f(x) = λ x x, prouvez que λ x+y = λ x, pour ou veceur y Ex 8 Pour le sens direc, dans le cas où f n es pas nulle, il exise une preuve en dimension finie qui consise à compléer une base de ker f en une base de E Le coefficien de proporionnalié enre f e g es alors simple à rouver Dans le cas de la dimension infinie, on monre qu il exise un veceur x 0 de E el que ker f Vec (x 0 ) = E A parir de là, on peu poser a = g(x 0 )/f(x 0 ) R e monrer que g = af Ex 12 Il s agi ici de raduire l énoncé en une propriéé de l applicaion P n i=0 P ( ) (i) X 2 i Ex 13 1 Compléer une base de ker f en une base B de E, e calculer l image de B par f 2 2 Prendre une base (e 1,, e p ) de Im f e monrer qu il exise p formes linéaires ϕ 1,, ϕ p sur E elles que p pour ou x E, f(x) = ϕ i (x = e i i=1 3 Pour la première inégalié, on pourra appliquer le héorème du rang à l applicaion linéaire f Im g E x f(x) Ex 15 1 TD 02 : Applicaions linéaires Page 4/5

2 Il suffi de prouver que si I k0 I k0+1, alors I k0+1 I k0+2 3 Que peu-on dire de perinen, sous cee hypohèse, sur la suie d eniers ( dim I k )k N? TD 02 : Applicaions linéaires Page 5/5