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

Exercice 14

Démonstration

Soit (f1,…,fn)(f_{1}, \dots, f_{n}) une famille libre de fonctions dérivables de ℝ\mathbb{R} dans ℝ\mathbb{R}. Montrer que le rang de la famille (f1′,…,fn′)(f_{1}', \dots, f_{n}') est au moins n−1n - 1.

Corrigé

Soit V=Vect(f1,…,fn)V = \mathrm{Vect}(f_{1}, \dots, f_{n}), de dimension nn. La dérivation f↦f′f \mapsto f' est linéaire et surjective de VV sur l'espace Vect(f1′,…,fn′)\mathrm{Vect}(f_{1}', \dots, f_{n}'). Son noyau est formé des fonctions constantes de VV, donc de dimension au plus 11. Le théorème du rang donne rg(f1′,…,fn′)=n−dim⁡Ker ⩾n−1\boxed{\mathrm{rg}(f_{1}', \dots, f_{n}') = n - \dim\mathrm{Ker}\, \geqslant n - 1} L'égalité a lieu lorsque VV contient les constantes, par exemple pour (1,x,x2)(1, x, x^{2}), dont les dérivées (0,1,2x)(0, 1, 2x) sont de rang 22.

Dans l'édifice

Thèmes

espaces de dimension finie, familles libres, rang

Notions

espace de dimension finie, dimension, rang

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