ExerciceMaths approfondies, chapitre 7 — Endomorphismes · Exercices de synthèse
Exercice 20 Vrai ou faux
Pour chaque affirmation, dire si elle est vraie ou fausse en justifiant la réponse. Dans tout l'exercice, désigne une application linéaire de dans .
1. Une application linéaire envoie le vecteur nul sur le vecteur nul.
2. Toute application vérifiant est linéaire.
3. Le noyau de est un sous-espace vectoriel de .
4. L'image de est un sous-espace vectoriel de .
5. L'application est injective si et seulement si son noyau est réduit au vecteur nul.
6. L'anneau est commutatif.
7. La composée de deux applications linéaires est linéaire.
8. Si est un projecteur, alors est l'ensemble des vecteurs invariants par .
9. Tout projecteur est bijectif.
10. Toute symétrie est bijective, et .
Corrigé
1. C'est la remarque qui suit la proposition 1, obtenue en prenant et dans la caractérisation.
2. L'application de dans envoie sur sans être linéaire (exercice 1). Le test du vecteur nul élimine, il ne valide pas.
3. C'est la proposition 2.
4. L'image est un sous-espace vectoriel de , l'espace d'arrivée. L'exercice 6 en donne plusieurs illustrations, où et ne sont même pas de même nature.
5. C'est le théorème 1, et c'est lui que l'on utilise en pratique.
6. L'exercice 12 fournit deux contre-exemples, dont le couple pour lequel .
7. C'est le deuxième point de la proposition 3.
8. C'est la seconde affirmation du théorème 2, dont la démonstration du cours établit les deux inclusions.
9. Un projecteur bijectif aurait un noyau réduit au vecteur nul, donc et . Tous les autres projecteurs, comme ceux de l'exercice 16, ne sont pas injectifs.
10. L'égalité montre que est bijective et qu'elle est sa propre réciproque, exactement comme les involutions du chapitre 3.