[http://mp.cpgedupuydelome.fr] édité le 10 juillet 2014 Enoncés 2
Exercice 10 [ 00218 ] [correction]
Soient f1, . . . , fndes endomorphismes d’un K-espace vectoriel Evérifiant
f1+· · · +fn=Id et ∀16i6=j6n, fi◦fj= 0
a) Montrer que chaque fiest une projection vectorielle.
b) Montrer que n
⊕
i=1 Imfi=E.
Exercice 11 [ 00219 ] [correction]
Soient Eun C-espace vectoriel de dimension finie et p1, . . . , pmdes projecteurs de
Edont la somme vaut IdE. On note F1, . . . , Fmles images de p1, . . . , pm. Montrer
E=m
⊕
k=1 Fk
Exercice 12 [ 00220 ] [correction]
Pour d∈N, notons Hdl’ensemble formé des fonctions polynomiales de R2vers R
homogènes de degré di.e. pouvant s’écrire comme combinaison linéaire de
fonction monôme de degré d.
Montrer que (Hd)06d6nest une famille de sous-espaces vectoriels en somme
directe.
Exercice 13 [ 00221 ] [correction]
Soient Eun K-espace vectoriel de dimension finie et F1, . . . , Fndes sous-espaces
vectoriels de E.
On suppose que E=F1+· · · +Fn.
Montrer qu’il existe G1, . . . , Gnsous-espaces vectoriels tels que :
∀16i6n, Gi⊂Fiet E=G1⊕ · · · ⊕ Gn
Exercice 14 [ 00222 ] [correction]
Soient E1, . . . , Enet F1, . . . , Fnsous-espaces vectoriels de Etel que Ei⊂Fiet
n
⊕
i=1 Ei=n
⊕
i=1 Fi
Montrer que Ei=Fi.
Exercice 15 [ 02680 ] [correction]
Soit Eet Fdes K-espaces vectoriels. On se donne f∈ L(E, F ), une famille
(Ei)16i6nde sous-espaces vectoriels de Eet une famille (Fj)16j6pde sous-espaces
vectoriels de F.
a) Montrer
f(
n
X
i=1
Ei) =
n
X
i=1
f(Ei)
b) Montrer que si fest injective et si la somme des Eiest directe alors la somme
des f(Ei)est directe.
c) Montrer
f−1(
p
X
j=1
Fj)⊃
p
X
j=1
f−1(Fj)
Montrer que cette inclusion peut être stricte. Donner une condition suffisante
pour qu’il y ait égalité.
Exercice 16 [ 03241 ] [correction]
Soient E, F, G trois K-espaces vectoriels et u∈ L(E, F ),v∈ L(F, G)et w=v◦u.
Montrer que west un isomorphisme si, et seulement si, uest injective, vest
surjective et
Imu⊕ker v=F
Exercice 17 [ 03459 ] [correction]
Soient Eun R-espace vectoriel de dimension finie nnon nulle et f∈ L(E)
vérifiant f2=−IdE.
a) Soit a∈Enon nul. Montrer que la famille (a, f(a)) est libre.
On pose F(a) = Vect (a, f(a)).
b) Montrer qu’il existe des vecteurs de E a1, . . . , apnon nuls tels que
E=F(a1)⊕ · · · ⊕ F(ap)
c) En déduire que la dimension de Eest paire et justifier l’existence d’une base de
Edans laquelle la matrice de fest simple.
Exercice 18 [ 03638 ] [correction]
Soient Eun R-espace vectoriel de dimension finie n∈N?et δune application à
valeurs réelles définie sur l’ensemble des sous-espaces vectoriels de E. On suppose
∀F, F 0sous-espaces vectoriels de E,F∩F0={0E} ⇒ δ(F+F0) = δ(F) + δ(F0)
Déterminer δ.
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