mathématiques approfondies (ECG 2e année) · Chapitre 1 · Exercice
Symétriques et antisymétriques
Compléments d'algèbre linéaire · Sommes directes · niveau 3 (difficile)
Énoncé
Soit l'ensemble des matrices symétriques de (celles qui vérifient ) et celui des matrices antisymétriques (). Montrer que .
Corrigé
Ce sont deux sous-espaces. La matrice nulle vérifie les deux relations, et la transposition étant linéaire, : la stabilité par combinaison linéaire est immédiate dans les deux cas.
L'intersection est nulle. Si , alors et , donc , puis et . La somme est donc directe.
La somme vaut tout. C'est le point délicat : il faut produire la décomposition. Pour , posons Alors . De plus , donc , et , donc . Tout est donc somme d'un élément de et d'un élément de : , et cette somme est directe.
Un contrôle. Pour : , , et .
Le point à retenir. La demi-somme et la demi-différence d'un objet et de son transformé : c'est le même procédé qui décompose une fonction en partie paire et partie impaire, et il resservira au chapitre 3 pour les symétries.
Exercices semblables
- Deux plans de l'espace corrigé
- Trois droites du plan corrigé
- Une base adaptée de l'espace de dimension quatre corrigé
- Deux sous-espaces de polynômes corrigé
- Concaténation et liberté corrigé