Exercice 13. Soient (e1, e2, e3) une base de R3et (e∗
1, e∗
2, e∗
3) sa base duale.
Soient ϕ∗
1, ϕ∗
2, ϕ∗
3∈(R3)∗d´efinis par :
ϕ∗
1= 2e∗
1+e∗
2+e∗
3,
ϕ∗
2=−e∗
1+ 2e∗
3,
ϕ∗
3=e∗
1+ 3e∗
2.
1. Montrer que la famille (ϕ∗
1, ϕ∗
2, ϕ∗
3) forme une base de (R3)∗.
2. D´eterminer la base ant´eduale de (ϕ∗
1, ϕ∗
2, ϕ∗
3).
Exercice 14. ( !) Soit Fle sous-espace vectoriel de R5engendr´e par les
vecteurs v1= (1,2,−3,1,−1), v2= (1,3,−4,0,1), v3= (2,5,−7,1,0).
En d´eterminant l’annulateur de F, ´ecrire un syst`eme d’´equations lin´eaires
dont l’ensemble des solutions est l’espace vectoriel F.
Exercice 15. Soit R2[t] le R-espace vectoriel des polynˆomes d’ind´etermin´ee
tet de degr´e inf´erieur ou ´egal `a 2. On consid`ere p0, p1, p2∈R2[t] tels que
p0(t) = 1, p1(t) = 1 + tet p2(t) = (1 + t)2.
1. Montrer que la famille (p0, p1, p2) forme une base de R2[t] et d´eterminer
sa base duale.
2. Pour tout p∈R2[t], on note ϕpla forme lin´eaire sur R2[t] d´efinie par :
ϕp(q) = R1
0p(t)q(t)dt, pour tout q∈R2[t].
Montrer que l’application Φ : R2[t]→(R2[t])∗d´efinie par Φ(p) = ϕp
est un isomorphisme de R-espaces vectoriels.
3. D´ecrire l’annulateur du sous-espace vectoriel engendr´e par {p0, p1}`a
l’aide de {p∗
0, p∗
1, p∗
2}
4. D´ecrire l’annulateur du sous-espace vectoriel engendr´e par {p0, p1}`a
l’aide des ϕp.
Exercice 16. (*) Soit Mn(k) le k-espace vectoriel des matrices carr´ees d’or-
dre n`a coefficients dans k.
1. Montrer que l’application trace tr : Mn(k)→kest une forme lin´eaire
v´erifiant pour toutes matrices Aet B:
tr(AB) = tr(BA).
Montrer que pour toute matrice A∈Mn(k), l’application ϕA(X) =
tr(AX) est une forme lin´eaire sur Mn(k).
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