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Exercice 1. Soit f une application de E dans F . Parmi les applications ci-dessous, lesquelles sont lin´eaires ?

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Academic year: 2022

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(1)

Universit´e du Littoral Ann´ee universitaire 2013-2014

Licence 2 `eme ann´ee Informatique

Alg`ebre

S´eance 3 : Applications lin´eaires

Exercice 1. Soit f une application de E dans F . Parmi les applications ci-dessous, lesquelles sont lin´eaires ?

1. E = R

2

, F = R

3

, f(x, y) = (0, x + y, −3x + 7y).

2. E = R

3

, F = R

3

, f(x, y, z) = (x + z, x − 2y, −x + y + z + 1).

3. E = R

3

, F = R

3

, f(x, y, z) = (z, x + y, yz).

4. E = R

3

, F = R

3

, f(x, y, z) = (x + 2y + 3z, x + y, −x + y − z).

5. E = R, F = R, f (x) = cos x.

Exercice 2. Soit f une application de R

2

dans R

3

d´efinie par f (x, y) = (x, 2x + y, y).

1. Montrer que f est lin´eaire.

2. Donner la matrice A de l’application f par rapport aux bases canoniques de R

2

et R

3

. 3. D´eterminer ker f et Imf .

4. f est-elle bijective ?

Exercice 3. Soit f une application de R

3

dans R

3

d´efinie par

f (x, y, z) = (x + y + z, x + y − z, 2x + 2y).

1. Montrer que f est lin´eaire.

2. D´eterminer ker f et Imf . 3. f est elle injective ? surjetive ?

Exercice 4. Soit f une application de R

3

dans R

3

d´efinie par

f (x, y, z) = (x − y + 2z, x + y − z, 2x − 2y + 5z).

1. Montrer que f est lin´eaire.

2. D´eterminer ker f . 3. f est elle bijective ?

Exercice 5. Soit f une application de R

3

dans R

4

d´efinie par

f (x, y, z) = (x − y − z, x + 5y + 2z, x + 3y + z, z).

1. Montrer que f est lin´eaire.

2. D´eterminer ker f et Imf . 3. f est elle bijective ?

Exercice 6. Soit B = (e

1

, e

2

, e

3

) la base canonique de R

3

. Soient f ,g et h les trois applications lin´eaires de R

3

dans R

3

d´efinies par

f(x, y, z) = (x + z, 2y − z, x),

g(e

1

) = e

1

+ e

3

, g(e

2

) = 2e

2

− e

3

, g(e

3

) = e

1

, h(e

1

) = e

1

+ e

3

, h(e

2

) = 2e

2

, h(e

3

) = e

1

− e

2

,

1

(2)

2

1. A-t-on f = g ? f = h ?

2. Donner les matrices M

f

et M

g

de f et de g dans la base B.

Exercice 7. Soit f l’endomorphisme de R

3

dont la matrice dans la base canonique B = (e

1

, e

2

, e

3

) est A =

2 0 1 0 2 1 0 1 2

 .

1. Montrer que f est bijectif et d´eterminer f

−1

.

Posons e

01

= e

1

, e

02

= e

1

+ e

2

− e

3

et e

03

= e

1

+ e

2

+ e

3

. 2. Montrer B

0

= (e

01

, e

02

, e

03

) est une base de R

3

.

3. D´eterminer A

0

la matrice de f dans la base B

0

.

4. Donner la matrice de passage de la base B dans la base B

0

. 5. Calculer A

n

pour tout n ∈ N.

Exercice 8. Soit f une application de R

3

dans R

3

d´efinie par

f(x, y, z) = (−x + y + z, −2x + y + z, −6x + 2y + 4z).

1. Montrer que f est lin´eaire.

2. Donner la matrice de f dans la base canonique.

3. V´erifier que ces trois vecteurs de R

3

 1 0 2

 ,

 1 1 2

 ,

 2 1 5

 ,

forment une base de R

3

.

4. Donner la matrice de f dans cette base.

5. f est-elle injective ? surjective ? bijective ?

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