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Noyau d’une application linéaire
Noté \(Ker(f)\), c’est l'ensemble des antécédants du vecteur nul \(\{x\in E, f(x)\) \(=0_F\}\subset E\).
Propriété des espaces du noyau et de l’image d’une application linéaire
\(Ker(f)\) est sev de E et \(Im(f)\) est un sev de l’espace d’arrivée
Injectivité /surjectivité et noyaux/images
\(f\) est surjective \(\iff\) \(Im(f)\) \(=F\). Elle est injective \(\iff\) \(Ker(f) \) \(= \{0_E\}\)
Application réciproque
Soit f un isomorphisme de E dans F. Alors \(f^{-1} \in L(F,E)\)
Projecteur
On dit que \(p\in L(E)\) est un projecteur \(\iff p^2 (\) \(= p\circ p) \) \(= p\)
Propriétés d’un projecteur
\(\forall v \in Im(p), p(v) \) \(= v\) et \(E \) \(= Im(p)\oplus Ker(p)\)
Projection
E un ev, F et G supplémentaires dans E : \(\forall u \in E, \exists! u_F,u_G tq u \) \(= u_F+u_G\). On appelle projection sur F parallèlement à G l'application \(p: u_F+u_G \to u_F\).
Propriétés d’une projection
On appelle projection sur F parallèlement à G l'application \(p: u_F+u_G \to u_F\). Alors \(p\in L(E)\) \item \(p^2\) \(=p\), Im(p) \) \(= F, Ker(p) \) \(= G
Projecteur et application identité
\(p\in L(E)\) est un projecteur \(\iff Id_E-p\) est un projecteur.
Symétrie
Soit \(s\in L(E)\). C'est une symétrie \(s^2 \) \(= Id_E\).
Passer d’une symétrie à une projection
si s est une symétrie, \(p \) \(= 0.5(s+Id_E)\) est un projecteur
Passer d’une projection à une symétrie
si p est un projecteur, alors \(s \) \(= 2p-Id_E\) est une symétrie
Propriétés d’une symétrie
Soit E un ev, F et G 2 sev supplémentaires de E. On définit \(s : u \) \(= u_F+u_G\in E \to u_F-u_G\in E\). On a \(Ker(s-Id_E) \) \(= F, Ker(s+Id_E) \) \(=G\)
Rang de f
Si E est de dim finie, Soit \(F\in L(E,F)\). Alors \(Im(f)\) est de dimension finie \(\leq N\). On appelle cette dimension rang de \(f\), noté \(rg(f)\).
Application coordonnées
Soit B une base de E de dim finie. Soit \(p\in \{1,\dots,\N\}\). On note \(C_{pi}u \) \(= \lambda_1e_1+\dots+\lambda_Ne_N \in E \to \lambda_p\in \R\). Alors \(C_p\) est une forme liénaire, et pour tout \(u\in E, u \) \(= c_1(u)e_1+\dots+c_N(u)e_N\). \(C_p\) est appellée application p-ème coordonnée dans la base B.
Isomorphisme en dimension finie
Si f est un isomorphisme (bijective), alors F a la dimension de E (finie).
Dimension de l’application linéaire
Supposons \(\dim(F)< +\infty\). Alors \(L(E,F)\) est de dimension finie et \(\dim(L(E,F)) \) \(= \dim(E)\times \dim(F)\)
Théorème du rang
Soit \(f\in L(E,F)\). Alors \(\dim(Ker(f)+rg(f) \) \(= \dim(E)\)