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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 15 — Dimension finie et rang · Espaces de dimension finie

Exercice 10

Démonstration

Soit EE l'ensemble des fonctions continues sur [−1,1][-1, 1], affines sur [−1,0][-1, 0] et sur [0,1][0, 1]. Montrer que EE est un sous-espace vectoriel de 𝒞([−1,1],ℝ)\mathcal{C}([-1, 1], \mathbb{R}) de dimension 33, et en donner une base.

Corrigé

Une fonction de EE est déterminée par ses valeurs en −1-1, 00 et 11, qui sont quelconques : l'application f↦(f(−1),f(0),f(1))f \mapsto \big(f(-1), f(0), f(1)\big) est un isomorphisme de EE sur ℝ3\mathbb{R}^{3}, et EE, qui est stable par combinaison linéaire, est un sous-espace de dimension 33. Les fonctions f1:x↦max⁡(−x,0)f_{1} : x \mapsto \max(-x, 0), f2:x↦max⁡(x,0)f_{2} : x \mapsto \max(x, 0) et la constante 11 ont pour images (1,0,0)(1, 0, 0), (0,0,1)(0, 0, 1) et (1,1,1)(1, 1, 1), qui forment une base de ℝ3\mathbb{R}^{3}. dim⁡E=3,base (f1,f2,1)\boxed{\dim E = 3, \qquad \text{base } (f_{1}, f_{2}, 1)}

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