D´efinition 1.1.3 Soient E1et E2deux sous-espaces vectoriels d’un espace vectoriel E. On appelle somme
de E1et E2l’ensemble
E1+E2={x1+x2;x1∈E1, x2∈E2}.
L’ensemble E1+E2est un sous-espace vectoriel de E. C’est le plus petit sous-espace vectoriel de Equi
contient E1et E2.
On dit que que la somme est directe si E1∩E2={0}, on la note alors E1LE2.
On dit que E1et E2sont suppl´ementaires si E=E1LE2.
Proposition 1.1.4 On a E=E1LE2si et seulement si pour tout x∈E, il existe un unique couple
(x1, x2)∈E1×E2tel que x=x1+x2.
Proposition 1.1.5 Soit Eun espace vectoriel et Fun sous-espace vectoriel de E. On peut munir le groupe
quotient E/F d’une structure d’espace vectoriel. E/F est alors appel´e espace vectoriel quotient de E par F.
Th´eor`eme 1.1.6 Tout sous-espace Fd’un espace vectoriel Eadmet un suppl´ementaire (on n’a pas unicit´e
du suppl´ementaire).
La preuve de ce th´eor`eme en g´en´eral n´ecessite l’application du lemme de Zorn, on peut s’en passer si l’on
sait que Eposs`ede une partie g´en´eratrice finie.
1.2 Applications lin´eaires
D´efinition 1.2.1 Soit Eet E0deux espaces vectoriels sur K. Une application f:E−→ E0est une
application lin´eaire ou homomorphisme d’espaces vectoriels si pour tout λ∈Ket tous x, y ∈E,
f(x+y) = f(x) + f(y)
f(λx) = λf(x).
On a alors f(0E) = 0E0.
Une forme lin´eaire est une application lin´eaire de Edans K.
Proposition et d´efinition 1.2.2 Soit Eet E0deux espaces vectoriels et fune application lin´eaire de E
dans E0. L’ensemble Kerf =f−1({0}) = {x∈E;f(x)=0}est appel´e noyau de f. C’est un sous-espace
vectoriel de E.
L’ensemble Imf =f(E) = {f(x); x∈E}est appel´e image de f, c’est un sous-espace vectoriel de E0.
Proposition 1.2.3 Soit f une application lin´eaire de Edans E0, alors fest injective si et seulement si
Kerf ={0}.
Proposition 1.2.4 Soit Eet E0deux espaces vectoriels sur K. L’ensemble des applications lin´eaires de
Edans E0, not´e L(E, E0)est un espace vectoriel sur K.
Notations : On note L(E) = L(E, E), l’espace vectoriel des endomorphismes de E.
On note E∗=L(E, K), l’espace vectoriel des formes lin´eaires sur E;E∗est appel´e le dual de E.
On note GL(E) l’ensemble des automorphismes de E.
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