Chapitre 11 – Applications lin´
eaires
Remarque
En particulier, si f∈ L(E,F), on a f(−u)=−f(u) pour tout u∈E.
Exercice 11.2
Montrer que les applications linéaires de Rdans Rsont exactement les homothéties vectorielles.
Exercice 11.3
Dans chacun des cas suivants, déterminer si f ∈ L(E,F).
1. E=F=R2, f :R2→R2|(x,y)7→ (x+1,y+1).
2. E=F=R2, f :R2→R2|(x,y)7→ (x+y,xy).
3. E=F=K[X], f :K[X]→K[X]|P(X)7→ P(X+1).
4. E=F=Mn(K), f :Mn(K)→ Mn(K)|M7→ tM.
Proposition 11.3
Soient Eet Fdeux K-espaces vectoriels, f,g∈ L(E,F) et λ∈K.
•On note λ. fl’application λ. f:E→F|u7→ λ. f(u).
Cette application est linéaire : λ. f∈ L(E,F).
•On note f+gl’application f+g:E→F|u7→ f(x)+g(x).
Cette application est linéaire : f+g∈ L(E,F).
L’ensemble L(E,F), doté de ces opérations, est un K-espace vectoriel. Son vecteur nul est 0L(E,F), l’ap-
plication qui à tout vecteur ude Eassocie 0F.
Proposition 11.4
Soient E,Fet Gtrois K-espaces vectoriels.
Si f∈ L(E,F) et g∈ L(F,G), alors g◦f∈ L(E,G).
Proposition 11.5
Soient Eet Fdeux K-espaces vectoriels.
•Une application linéaire bijective de Edans Fest appelée isomorphisme de Evers F.
•Une application linéaire bijective de Edans Eest appelée automorphisme de E.
•Si f∈ L(E,F) est un isomorphisme, alors f−1∈ L(F,E) (et f−1est donc également un isomorphisme).
Remarque
En combinant avec les règles usuelles sur les bijections, on remarque que si f∈ L(E,F) et g∈ L(F,G) sont
des isomorphismes, alors g◦fest un isomorphisme de Evers G, de réciproque f−1◦g−1.
Exercice 11.4
Soient E et F deux K-espaces vectoriels et f ∈ L(E,F)un isomorphisme.
Montrer que si λ∈K∗, l’application λ. f est un isomorphisme dont on précisera la réciproque.
Définition 11.6
Soient Eun K-espace vectoriel et f∈ L(E).
On définit récursivement les puissances de fpar :
•f0=IdE;
• ∀n∈N,fn+1=f◦fn.
Lyc´
ee du Parc – 851 2