montrer que ϕest lin´eaire. Soient (f1, f2)∈E2et λ∈C. Pour tout x∈R, on a
ϕ(λf1+f2)(x) = (λf1+f2)(x+ 2π) = λf1(x+ 2π) + f2(x+ 2π) = (λϕ(f1) + ϕ(f2))(x).
Ainsi ϕ(λf1+f2) = λϕ(f1) + ϕ(f2), donc ϕest un endomorphisme de E.
6. (a) Puisque (1, X, X2, . . . , Xn) est une base de Cn[X], pour tout P∈Cn[X], il existe (a0, . . . , an)∈Cn+1
tel que P=
n
X
k=0
akXk. Par cons´equent, on a
f∈En⇐⇒ ∃P∈Ck[X],∀x∈R, f(x) = P(x)eiαx
⇐⇒ ∃(a0, . . . , an)∈Cn+1,∀x∈R, f (x)=(a0+a1x+· · · +anxn)eiαx
⇐⇒ ∃(a0, . . . , an)∈Cn+1, f =
n
X
k=0
akfk.
On obtient donc En= Vect(f0, . . . , fn).
Montrons que la famille (fk)0≤k≤nest libre. Soit (µ0, . . . , µn)∈Cn+1 tel que µ0f0+· · · +µnfn= [0].
Alors pour tout x∈R, on a (µ0+µ1x+· · · +µnxn)eiαx = 0. Comme eiαx 6= 0 pour tout x∈R,
on obtient µ0+µ1x+· · · +µnxn= 0. Ainsi, le polynˆome µ0+µ1X+· · · +µnXn∈Cn[X] poss`ede
une infinit´e de racines, c’est donc le polynˆome nul. Par cons´equent, ∀0≤k≤n, on a µk= 0, donc la
famille (fk)0≤k≤nest libre. C’est une famille libre et g´en´eratrice de En, donc c’est une base de En. (On
en d´eduit au passage la dimension de En: dim(En) = n+ 1.)
(b) On a En+1 = Vect(f0, . . . , fn, fn+1) = Vect(f0, . . . , fn) + Vect(fn+1) = En+{λfn+1 |λ∈C}.
7. (a) Soit k∈J0, nK. Soit x∈R. On a ϕ(fk)(x) = fk(x+2π)=(x+2π)keiα(x+2π)=
k
X
p=0 k
p(2π)k−pxpe2iπαeiαx
donc ϕ(fk) =
k
X
p=0 k
p(2π)k−pe2iπαfpest une combinaison lin´eaire d’´el´ements de F.
(b) Soit f∈En. Alors il existe (a0, . . . , an)∈Cn+1 tel que f=a0f0+· · · +anfn. Par lin´earit´e de
ϕ, on obtient donc ϕ(f) =
n
X
k=0
akϕ(fk). Or d’apr`es la question pr´ec´edente, pour tout 0 ≤k≤n,
fkappartient `a En. Puisque Enest un espace vectoriel, il est stable par combinaison lin´eaire, donc
finalement ϕ(f)∈En. Ainsi, on a bien ϕ(En)⊂En.
8. Soit m∈ L(En) d´efini par m:f∈En7−→ ϕ(f). On remarque que mn’est rien d’autre que la restriction de
ϕ`a En. D’apr`es la question 7.a, on a ϕ(f0) = e2iπαf0et pour k∈J1, nK,ϕ(fk) = e2iπαfk+2kπe2iπαfk−1+hk
o`u hk∈Vect((fp)0≤p≤k−1). La matrice de mdans la base Fest donc la matrice d’ordre n+ 1 suivante :
M=e2iπα
1 2π ? · · · · · · ?
0 1 4π....
.
.
0 0 1 6π....
.
.
.
.
..........?
.
.
. 0 1 2nπ
0· · · · · · · · · 0 1
.
9. On a det(mp) = (det m)p. Or det m= det M=e2iπ(n+1)αcomme produit des termes diagonaux d’une
matrice triangulaire sup´erieure d’ordre (n+ 1). Ainsi, det(mp) = e2iπ(n+1)pα.
Partie 3 - changement de base
10. On note l=m−(e2iπα) Id.
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