Adloun

D'une symétrie à un projecteur

Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 7 — Algèbre linéaire en dimension finie · Projecteurs

Énoncé

Soit un endomorphisme d'un espace vérifiant . Montrer que est un projecteur, puis que .

Corrigé

est un projecteur. Les endomorphismes et commutent, ce qui autorise le développement du carré :

La caractérisation est vérifiée : est un projecteur, et le cours donne aussitôt .

Le noyau de . équivaut à , c'est-à-dire .

L'image de . Pour un projecteur, l'image est l'ensemble des points fixes. En effet, si alors ; et réciproquement, si alors . Or

donc .

Conclusion. En reportant les deux identifications dans :

Le point à retenir. Une relation algébrique sur un endomorphisme se convertit en décomposition de l'espace. Ici : les vecteurs se répartissent entre ceux que fixe et ceux qu'il retourne, et le projecteur est la machine qui opère le partage.

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