Partie IV
On d´etermine en fait ici ce que les notations et d´efinitions ont appel´e id´eaux `a
gauche, mais qui sont bien les id´eaux `a droite. Cette confusion est gˆenante pour
les questions 1, 4.b), 5.
1. D’une part, JEest un sous-espace vectoriel de Mn(R), a fortiori un sous-
groupe additif. D’autre part, si M∈Mn(R) et A∈JE, soit B=AM : on
a Im(B)⊂Im(A), donc B∈JE.
2. Premier ´enonc´e de factorisation; il aurait gagn´e `a ˆetre (comme le second,
au V) r´edig´e plutˆot avec des applications lin´eaires...
a) C’est le ”th´eor`eme noyau-image”.
b) Chaque bi=Beiest dans Im(B)⊂Im(A): l’unique ´el´ements εicon-
venable est donc φ−1(bi).
c) La matrice Ca bien la taille que l’´enonc´e lui donne. D’autre part, pour
tout i∈ {1, ..., q}, on a Bei=Aεi=A(Cei) = (AC)ei, et ainsi B=AC.
3. a) L’image d’une matrice est l’espace vectoriel engendr´e par ses colonnes.
Si on note ici Cila i-i`eme colonne d’une matrice C, on a Im(D) =
Vect(D1, ..., Dn, Dn+1, ..., D2n) = Vect(A1, ..., An, B1, ..., Bn) = Vect(A1, ..., An)+
Vect(B1, ..., Bn) = Im(A) + Im(B).
b) Le 2. s’applique.
c) On ´ecrit Wen blocs: W=U
V, on obtient avec un produit par blocs
C=AU +BV .
4. a) L’ensemble des rangs des ´el´ements de Jest une partie non vide de N,
major´ee par n, donc admet un plus grand ´el´ement r; on a `a la fois ∀M∈J,
rang(M)≤ret l’existence de M0∈Jde rang r.
b) Soit F= Im(M) + Im(M0), et Cla matrice du projecteur sur Fdans
la direction d’un quelconque suppl´ementaire. On a Im(C) = Im(M) +
Im(M0), donc l’existence de U, V ∈Mn(R) telles que C=M U +M0V.
Alors, par stabilit´e d’id´eal convenable, C∈J. Or le rang de Cest la
dimension de Fstrictement plus grande que r.
c) Pour un quelconque ´el´ement de J, on doit donc avoir Im(M)⊂Im(M0).
5. R´eciproquement, si A∈JIm(M0), on a Im A⊂Im(M0). D’apr`es 2, il existe
Ctelle que A=M0C, et donc A∈J. On conclut: J=JIm(M0).
Partie V
On d´etermine en fait ici ce que les notations et d´efinitions ont appel´e id´eaux `a
droite, mais qui sont bien les id´eaux `a gauche. Cette confusion est gˆenante pour
les questions 1. et 4.
Il n’´etait sans doute pas heureux de reprendre la mˆeme notation JEqu’au IV.
1. Soient A∈JE,M∈Mn(R), et B=M A. Alors Ker(A)⊂Ker(B). Ainsi,
Ker(B)⊃Eet B∈JE.
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