Alg`ebre 47
c) Soit φ∈E∗tel que φ(Q0) = φ(Q1) = . . . =φ(Qn) = 0.
En utilisant la question pr´ec´edente, on obtient :
∀j∈[[0, n]],0 = φ(Qj) = a0Qj(0) + a1Q′
j(0) + . . . +anQ(n)
j(0)
Comme Qj(X) = Q(X+j), cette formule se r´e´ecrit sous la forme :
∀j∈[[0, n]],0 = a0Q(j) + a1Q′(j) + . . . +anQ(n)(j)
On pose alors R(X) = a0Q(X) + a1Q′(X) + . . . +anQ(n)(X).
Les relations pr´ec´edentes montrent que R(0) = R(1) = ··· =R(n) = 0. Le
polynˆome R, de degr´e au plus n, admet ainsi (n+ 1) racines distintes : c’est
donc le polynˆome nul. Il vient :
0 = R(X) = a0Q(X) + a1Q′(X) + . . . +anQ(n)(X)
Comme la famille (Q, Q′, Q′′, . . . , Q(n)) est libre (cf. question 1), on en d´eduit
que a0=a1=··· =an= 0. En revenant `a la d´efinition des coefficients ai, on
conclut que φ= 0.
4. a) On suppose que (Q0, Q1, . . . , Qn) n’est pas une base de E. Comme c’est
une famille de cardinal (n+ 1), elle n’est donc ni libre ni g´en´eratrice.
Ainsi, V= Vect(Q0, Q1, . . . , Qn) est un sous-espace vectoriel strict de Eet
dim(V)6n. En utilisant le th´eor`eme de la base incompl`ete, on construit un
sous-espace vectoriel Hde Ede dimension net tel que V⊂H.
b) Comme H E, il existe un vecteur ade Etel que a∈Eet a̸∈ H. Le
vecteur aest donc non nul et la droite Vect an’est pas incluse dans H. Ainsi
E= Vect(a)⊕H.
c) ψa(x)an’est autre que le projet´e de xdans la projection sur Vect a
parall`element `a H. La lin´earit´e de ψaest alors claire et son noyau n’est autre
que H.
d) La forme lin´eaire ψas’annule sur H, donc en particulier en Q0, Q1, . . . , Qn
puisque ces polynˆomes sont contenus dans H. On d´eduit de la question 3 que
ψaest la forme lin´eaire nulle, ce qui est faux puisque ψa(a) = 1. On aboutit
donc `a une contraction. On a ainsi montr´e par un raisonnement par l’absurde
que (Q0, Q1, . . . , Qn) est une base de E.
Exercice 2.03.
1. Montrer pour tout (x, y)∈R2, la convergence de l’int´egrale
1
0
t2(ln t−xt −y)2dt
On note alors φ(x, y) la valeur de cette int´egrale.
2. Montrer que les valeurs propres de la matrice A=2/5 1/2
1/2 2/3sont
strictement positives.