Applications linéaires
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Durée : 55 min
Applications linéaires
1. Définition
Une application (entre espaces vectoriels sur ) est linéaire si :
Conséquence immédiate : et .
Vocabulaire :
- Application linéaire de dans = homomorphisme
- De dans = endomorphisme
- Bijective linéaire = isomorphisme
- Endomorphisme bijectif = automorphisme
2. Noyau et image
- Noyau : — c'est un sev de .
- Image : — c'est un sev de .
Caractérisation de l'injectivité : est injective .
3. Théorème du rang (ou théorème noyau-image)
Si est de dimension finie :
Corollaires :
- injective
- surjective
- bijective et injective (ou surjective)
4. Matrice d'une application linéaire
Soit base de et base de . La matrice de dans ces bases est la matrice dont la -ième colonne est le vecteur colonne de dans :
Si est la colonne des coordonnées de dans , alors les coordonnées de dans sont .
5. Composition et changement de base
- est représentée par (produit matriciel).
- Changement de base : si est la matrice de passage de à , la matrice d'un endomorphisme dans est .
6. Exemple
définie par .
Dans les bases canoniques :
: → , injective.
(théorème du rang).
Exercices
Vrai ou faux : Toute application linéaire vérifie .
L'application de dans est-elle linéaire ?
La matrice d'une application linéaire est de taille :
Si est linéaire avec , quelle est la dimension de l'image ?
Vrai ou faux : Si est linéaire injective, alors est surjective.
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