ATLAS Ouvrir dans l'atlas →

ExerciceMaths approfondies, chapitre 6 — Espaces vectoriels · Sous-espaces vectoriels

Exercice 6

Calcul

Parmi les parties suivantes de ℱ(ℝ ;ℝ)\mathcal{F}(\mathbb{R}\,;\mathbb{R}), lesquelles sont des sous-espaces vectoriels ?

1. les fonctions paires

2. les fonctions impaires

3. les fonctions croissantes

4. les fonctions bornées

5. les fonctions positives

6. {f  ∣  f(1)=0}\big\{f \;\big|\; f(1)=0\big\}

7. {f  ∣  f(1)=1}\big\{f \;\big|\; f(1)=1\big\}

8. les fonctions polynomiales de degré inférieur ou égal à 22

Corrigé

1. La fonction nulle est paire, et si ff et gg le sont, alors (λf+g)(−x)=λf(−x)+g(−x)=λf(x)+g(x)=(λf+g)(x)(\lambda f+g)(-x)=\lambda f(-x)+g(-x)=\lambda f(x)+g(x)=(\lambda f+g)(x). Sous-espace vectoriel.\boxed{\text{Sous-espace vectoriel.}}

2. Le même calcul, avec un signe −- des deux côtés, s'applique. Sous-espace vectoriel.\boxed{\text{Sous-espace vectoriel.}}

3. La fonction Idℝ\mathrm{Id}_{\mathbb{R}} est croissante, mais (−1)⋅Idℝ(-1) \cdot \mathrm{Id}_{\mathbb{R}} est décroissante. Non.\boxed{\text{Non.}}

4. La fonction nulle est bornée, et si ∣f∣⩽M|f| \leqslant M et ∣g∣⩽M′|g| \leqslant M', alors ∣λf+g∣⩽∣λ∣M+M′|\lambda f+g| \leqslant |\lambda|M+M'. Sous-espace vectoriel.\boxed{\text{Sous-espace vectoriel.}}

5. La fonction constante égale à 11 est positive, mais son opposée ne l'est pas. Non.\boxed{\text{Non.}}

6. La fonction nulle convient, et (λf+g)(1)=λf(1)+g(1)=0(\lambda f+g)(1)=\lambda f(1)+g(1)=0. Sous-espace vectoriel.\boxed{\text{Sous-espace vectoriel.}}

7. La fonction nulle ne vérifie pas f(1)=1f(1)=1. Non.\boxed{\text{Non.}}

8. Cet ensemble n'est autre que Vect(x↦1 ; x↦x ; x↦x2)\mathrm{Vect}\big(x \mapsto 1 \,;\, x \mapsto x \,;\, x \mapsto x^{2}\big), donc un sous-espace vectoriel d'après l'exercice 7. Sous-espace vectoriel.\boxed{\text{Sous-espace vectoriel.}}

Piège de la question 8 : l'ensemble des fonctions polynomiales de degré exactement 22 n'en serait pas un — il ne contient pas la fonction nulle, et la somme de x↦x2x \mapsto x^{2} et de x↦−x2+xx \mapsto -x^{2}+x est de degré 11.

Dans l'édifice

Thèmes

espaces vectoriels, sous-espaces vectoriels, espaces de fonctions

Notions

espace vectoriel, sous-espace vectoriel

Ouvrir dans l'atlas interactif →