Lycée Chrestien de Troyes Chapitre 2 −Applications linéaires MP1617
1 Notion d’application linéaire
Dans cette partie, Eet Fdésignent deux K-espaces vectoriels.
Définition 1 (Application linéaire)
Une application f:E→Fest dite linéaire si
∀(u,v)∈E2∀(λ,µ)∈K2f(λ.u+µ.v)=λ.f(u)+µ.f(v).
Proposition 1 (Image du vecteur nul par une application linéaire)
Si f:E→Fest linéaire alors f(0E)=0F.
Rédiger une démonstration de cette proposition.
Définition 2 (L(E,F))
L’ensemble des applications linéaires de Edans Fest noté L(E,F).
Théorème 1 (Structure de K-espace vectoriel sur L(E,F))
1. Soient (f,g)∈L(E,F)2. L’application f+gdéfinie par
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f+g:E→F
u7→ f(u)+g(u)
est linéaire, i.e. f+g∈L(E,F).
2. Soit (λ,f)∈K×L(E,F). L’application λ.fdéfinie par
¯
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¯
λ.f:E→F
u7→ λ.f(u)
est linéaire, i.e. λ.f∈L(E,F).
3. L’ensemble L(E,F) muni des lois
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+:L(E,F)×L(E,F)→L(E,F)
(f,g)7→ f+g
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¯
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. : K×L(E,F)→L(E,F)
(λ,f)7→ λ.f
qui sont bien définies d’après 1. et 2., est un K-espace vectoriel.
4. Le vecteur nul de L(E,F) est
¯
¯
¯
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0L(E,F):E→F
u7→ 0F
et l’opposé d’un vecteur fde L(E,F) est donné par
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−f:E→F
u7→ − f(u).
Définition 3 (Endomorphisme, isomorphisme, automorphisme)
1. Une application linéaire de Edans Eest nommée endomorphisme de E.
2. L’ensemble des endomorphismes de Eest noté L(E), i.e. L(E) :=L(E,E).
3. Une application linéaire et bijective de Edans Fest nommée isomorphisme de Evers F.
4. Une application qui est à la fois un endormorphisme et un isomorphisme est nommée automor-
phisme.
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