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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 14 — Espaces vectoriels et applications linéaires · Applications linéaires

Exercice 51

Démonstration

Soit GG et HH deux sous-espaces supplémentaires de EE, et A={u∈ℒ(E,F)∣G⊂Ker u}A = \{u \in \mathcal{L}(E, F) \mid G \subset \mathrm{Ker}\, u\}. Montrer que AA est un sous-espace vectoriel de ℒ(E,F)\mathcal{L}(E, F), isomorphe à ℒ(H,F)\mathcal{L}(H, F).

Corrigé

L'ensemble AA contient 00, et si uu, vv s'annulent sur GG, λu+v\lambda u + v aussi : c'est un sous-espace. L'application de restriction Φ:u↦u∣H\Phi : u \mapsto u_{|H}, de AA dans ℒ(H,F)\mathcal{L}(H, F), est linéaire. Elle est injective : si u∈Au \in A et u∣H=0u_{|H} = 0, alors uu est nulle sur GG et sur HH, donc sur E=G⊕HE = G \oplus H. Elle est surjective : pour w∈ℒ(H,F)w \in \mathcal{L}(H, F), la proposition 19 fournit u∈ℒ(E,F)u \in \mathcal{L}(E, F), nulle sur GG et égale à ww sur HH. u↦u∣H est un isomorphisme de A sur ℒ(H,F).\boxed{u \mapsto u_{|H} \text{ est un isomorphisme de } A \text{ sur } \mathcal{L}(H, F).}

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