Solution d’examen d’algèbre trois: SMA-SMI( S.N.)
Abdelkhalek El amrani
Département de mathématiques
Faculté des Sciences Dhar El Mahraz
B.P 1796 Atlas Fès, Maroc.
4 juillet 2016
Exercice 0.1 1. Comme ∀i∈I Fiest un sous-espace vectoriel de E, alors ∀i∈I0∈Fi,
d’où 0∈\
i∈I
Fi,donc \
i∈I
Fi6=∅.
Par ailleurs, pour tout (x, y)∈ \
i∈I
Fi!2
et tout λ∈Kon a : ∀i∈I(x, y)∈F2
i,d’où
∀i∈I x +λy ∈Fi(Fiest un sous −espace vectoriel de E),donc x+λy ∈\
i∈I
Fi.
Donc \
i∈I
Fiest un sous-espace vectoriel de E.
2. Dans R2comme R−espace vectoriel de base canonique (e1, e2)( ou de toute autre base), on
considère les deux sous-espaces vectoriels F=vect (e1)et G=vect (e2),alors F∪Gn’est
pas un sous-espace vectoriel de R2;en effet : e1∈F∪Get e2∈F∪Gmais u /∈F∪G, où
u=e1+e2,car si non on aura u∈Fou u∈G, d’où ∃λ∈R:u=λe1ou ∃λ∈R:u=λe2
ou encore ∃λ∈R: (1 −λ)e1+e2= 0 ou ∃λ∈R: (1 −λ)e2+e1= 0,donc (e1, e2)est liée,
ce qui est absurde.
3. (a) Comme u(0) = 0,alors 0∈Ker (u)et 0∈Im (u),d’où Ker (u)et Im (u)sont non
vides.
Par ailleurs, pour tout (x, y)∈E2et tout λ∈K,on a : si (x, y)∈(Ker (u))2,alors :
u(x+λy) = u(x) + λu (y) (u est lin´eaire)
= 0 + λ.0 (x∈Ker (u)et y ∈Ker (u))
= 0
d’où x+λy ∈Ker (u).
Et si (x, y)∈(Im (u))2,alors : il existe x′, y′∈E2tel que ux′=xet uy′=y,
et alors :
x+λy =ux′+λu y′
=ux′+λy′(u est lin´eaire)
et comme x′+λy′∈E, alors x+λy ∈Im (u).
Donc Ker (u)et Im (u)sont des sous-espaces vectoriels de E.
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