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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 15 — Dimension finie et rang · Hyperplans et systèmes d'équations

Exercice 45

Démonstration

Soit EE un espace de dimension finie et f1,…,fnf_{1}, \dots, f_{n}, ff des formes linéaires sur EE telles que ∀x∈E,(f1(x)=⋯=fn(x)=0)  ⟹  f(x)=0.\forall x \in E, \quad \big(f_{1}(x) = \cdots = f_{n}(x) = 0\big) \implies f(x) = 0. Montrer que ff est combinaison linéaire de f1,…,fnf_{1}, \dots, f_{n}. On pourra appliquer l'exercice 37 à l'application u:x↦(f1(x),…,fn(x))u : x \mapsto \big(f_{1}(x), \dots, f_{n}(x)\big), de EE dans 𝕂n\mathbb{K}^{n}.

Corrigé

L'application u:x↦(f1(x),…,fn(x))u : x \mapsto \big(f_{1}(x), \dots, f_{n}(x)\big) est linéaire de EE dans 𝕂n\mathbb{K}^{n}, et l'hypothèse dit exactement que Ker u⊂Ker f\mathrm{Ker}\, u \subset \mathrm{Ker}\, f. L'exercice 37 fournit w∈ℒ(𝕂n,𝕂)w \in \mathcal{L}(\mathbb{K}^{n}, \mathbb{K}) tel que f=w∘uf = w \circ u. Une forme linéaire sur 𝕂n\mathbb{K}^{n} s'écrit w(y)=c1y1+⋯+cnynw(y) = c_{1}y_{1} + \cdots + c_{n}y_{n}, avec ci=w(ei)c_{i} = w(e_{i}). f=c1f1+⋯+cnfn\boxed{f = c_{1}f_{1} + \cdots + c_{n}f_{n}} C'est la forme générale du résultat sur les équations proportionnelles (proposition 23 du chapitre 14), qui correspond au cas n=1n = 1.

Dans l'édifice

Thèmes

hyperplans et systèmes, dimension

Notions

forme linéaire, dimension

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