Espace vectoriel

Bonjour,

Je dois dire si les ensembles suivants sont (ou ne sont pas) des espaces vectoriels.

- F : Ensemble des fonctions dans R qui sont nulles en 2 ou en 6.
- G : Ensemble des fonctions dans R qui sont nulles en 2 et en 6.

Pour le premier, j'ai fait ceci :

- 0R(2) = 0 ou 0R(6) = 0. Donc 0*0 appartient à F donc F est non vide.

- Soient f et g appartenant à F et µ appartenant à R. (Objectif : Montrer que µf + g appartient à F)

(µf + g)(2) = µf(2) + g(2) = µ.0 + 0 = 0 ou (µf + g)(6) = µf(6) + g(6) = µ.0 + 0 = 0
Donc F est un sev.

J'aimerais savoir si mon raisonnement est juste. De plus, je n'arrive pas à saisir la nuance avec l'ensemble G (j'aboutis au même résultat, simplement le ou devient un et).

Merci à vous.

Réponses

  • Bonjour,

    Soient $f:x\mapsto x-2$ et $g:x\mapsto x-6$.
    Est ce que $f\in F$, $g\in F$, $f+g\in F$ ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • Que penses-tu de la fonction $f+g$ où $f:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}$, $x\mapsto x-2$ et $g:\mathbb{R}\rightarrow \mathbb{R}$, $x\mapsto x-6$ ?
  • (Bon j'abandonne, je retourne aux extensions de corps, y a trop de monde sur cette plage-là aussi :-D...)
  • C'est toute la différence entre "ou" et "et" justement.
    La fonction $x\mapsto x-2$ est nulle en $2$ ou en $6$ ; elle n'est pas nulle en $2$ et en $6$.
  • Rescassol écrivait : http://www.les-mathematiques.net/phorum/read.php?3,1524446,1524452#msg-1524452
    [Inutile de recopier un message présent sur le forum. Un lien suffit. AD]
    Merci pour vos réponses.

    Alors si $f\in F$, $g\notin F$. Le premier est donc un SEV, et le second n'en est pas un. Toutefois, mon raisonnement est-il juste ?
  • Bonjour,

    Ben si, $g\in F$.

    Cordialement,

    Rescassol
  • Bon, tu n'as pas compris la réponse de Rescassol, et c'est tant mieux, parce qu'il ne mettait pas l'accent sur ta vraie difficulté : comprendre ce que veut dire "être nulle en $2$ ou en $6$".
    Je te conseille de méditer ma réponse.

    PS. Enfonçons le clou : Dire "la fonction $f$ est nulle en $2$ ou en $6$" veut dire "$f(2)=0$ ou $f(6)=0$". C'est vrai dans les cas suivants :
    $\qquad f(2)=0$ et $f(6)=0)$,
    $\qquad f(2)=0$ et $f(6)\neq 0$
    $\qquad f(2)\neq 0$ et $f(6)=0$
    et faux dans le cas suivant :
    $\qquad f(2)\neq 0$ et $f(6)\neq 0$
  • " Le premier est donc un SEV, et le second n'en est pas un." ??? de quoi parles-tu ? Il n'y avait avant cette phrase aucun sous ensemble de l'ensemble des fonctions numériques définies sur $\mathbb R$ (qui, muni des opérations classiques, est un espace vectoriel). Seulement deux bêtes fonctions.

    Tu ferais bien de reprendre ta démonstration, en t'assurant que tes affirmations sont vraies.

    Cordialement.
  • gerard0
    Lorsque j'ai dit que le premier était un SEV, je parlais de F (l'ensemble ci-dessous) car f(x) = x-2 est bien nulle en 2 ou en 6, de même pour g(x) = x-6.
    - F : Ensemble des fonctions dans R qui sont nulles en 2 ou en 6.

    Entraînant que celui-ci (G) n'en était pas un, puisque lorsque f(x) s'annule en 2, g(x) ne s'annule pas, et vice-versa lorsque x=6
    - G : Ensemble des fonctions dans R qui sont nulles en 2 et en 6.

    Or, je ne vois pas vraiment pas où mon raisonnement pose problème.

    [Inutile de recopier le message précédent. AD]
  • @Tankario : oublie les SEV pour le moment, le problème n'est pas là. Considère les 3 fonctions f, g et f+g et pour chacune d'entre elles réponds simplement par oui ou non aux questions suivantes :
    - la fonction s'annule-t-elle en 2 ?
    - la fonction s'annule-t-elle en 6 ?
    - la fonction s'annule-t-elle en 2 ou en 6 ?
    - la fonction s'annule-t-elle en 2 et en 6 ?

    Une fois que ce point sera plus clair pour toi, on pourra réfléchir aux SEV.
  • - la fonction s'annule-t-elle en 2 ?

    f : oui
    g : non
    f+g : non

    - la fonction s'annule-t-elle en 6 ?

    f : non
    g : oui
    f+g : non

    - la fonction s'annule-t-elle en 2 ou en 6 ?

    f : oui
    g : oui
    f+g : non

    - la fonction s'annule-t-elle en 2 et en 6 ?

    f : non
    g : non
    f+g : non
  • Tu es sûr de ta toute dernière réponse ?
  • GaBuZoMeu
    Erreur, elle ne s'annule pas en 2 ni en 6. Donc, non. J'ai rectifié dans mon message précédent.

    [Inutile de recopier le message précédent. AD]
  • Bon, maintenant tu peux reprendre calmement l'exercice.
  • Bonjour,

    Tu es sûr que $f+g$ s'annule en $2$ ou en $6$ ?

    Cordialement,

    Rescassol

    Edit: Ah, je vois que tu as rectifié.
  • Finalement, aucun des deux sont des SEV, puisque f+g appartient dans aucun des cas à F ou à G ?
  • Reprendre calmement l'exercice.
  • GaBuZoMeu
    Pourriez-vous me dire ce qui ne va pas, du moins pourquoi ce que je dis est faux ?

    [Inutile de recopier le message précédent. AD]
  • @Tankario : le contre-exemple que t'as donné Rescassol concernait F. Je propose de commencer par nous en tenir à F avant d'aller plus loin. Peux-tu nous proposer une démonstration dans le seul cas de F ? Ensuite nous verrons pour G.
  • @Tankario.
    Quand tu formuleras un argument construit, je pourrai te dire si ça va ou pas (et vraisemblablement, si tu fais l'effort de réfléchir posément de rédiger soigneusement ton argument, je serai d'accord à de petits détails près).
  • @roumegaire :

    Pour F, voici ce que j'ai fait :

    - $0_{R}(2) = 0$ ou $0_{R}(6) = 0$. Donc $0*0 \in F$, $F$ est non vide.

    - Soient $f(x)=x-2 \in F$ et $g(x)=x-6 \in F$. Soit $\lambda \in \mathbb{R}$.

    $(\lambda f + g)(2) = \lambda f(2) + g(2) = \lambda*0 -2 = -2$
    ou
    $(\lambda f + g)(6) = \lambda f(6) + g(6) = \lambda*4 + 0 = 4 \lambda$

    Pour moi, ce n'est donc pas un SEV, puisque $\lambda f+g \notin F$ si $\lambda \ne 0$...
  • Ok, cela progresse dans la bonne direction. Quelques commentaires :
    - une remarque générale : l'idée de montrer que F et G sont ou non des SEV est la bonne, encore faut-il préciser l'EV en question et vérifier l'inclusion de F et G dans cet EV.
    - je ne comprends pas ta rédaction de $0 \in F$. La fonction nulle s'annule en 2 donc $0 \in F$.
    - je ne suis pas fan (c'est le moins qu'on puisse dire) de la notation $f(x) = x - 2 \in F$. Je sais qu'on l'écrit de plus en plus souvent comme cela dans le secondaire mais c'est source d'imprécisions et d'erreurs. Compare avec la définition donnée par Rescassol.
    - tu exhibes un contre-exemple, tu le construis comme bon te semble, tu peux choisir $\lambda = 1$ pour te simplifier la vie. Pour rédiger proprement tu pourrais dire "Supposons que F soit un SEV de E alors $\forall f, g \in F\times F (f+g) \in F$. Choisissons $f... \in F$ et $g... \in F$, on remarque que $(f+g) \notin F$ ce qui nous mène à une contradiction. Donc F n'est pas en SEV de E."

    Remets au propre et passe au cas de G (tu devrais désormais saisir la nuance).
  • Bonjour,

    As tu vu dans ton cours ce que donnent l'intersection ou la réunion de deux sous espaces vectoriels ?

    Cordialement,

    Rescassol
  • @roumegaire : Merci à vous pour votre réponse très détaillée. Je comprends mieux d'où viennent mes erreurs désormais.

    @Rescassol : Si on prend $F$ et $G$ deux SEV de $E$, alors $ F \cup G$ est un SEV de $E$ ssi $F \subset G$ ou $G \subset F$. De plus, $F \cap G$ est également un SEV de E.

    Je vais donc passer au cas de $G$

    - $f(x)=0$ s'annule lorsque $x=2$ et lorsque $x=6$. Ainsi, $0 \in G$.

    - Dans cette partie, je dois donc trouver deux fonctions $f$ et $g$ qui s'annulent à la fois en 2 et en 6. Or, je ne sais pas comment procéder. J'ai essayer de trouver un polynôme de degré 2 ayant pour racine 2 et 6, sans succès.
    De plus, je ne vois pas quelle propriété sur les intersections de SEV peut m'aider ici. Pourriez-vous m'aiguiller sans me donner de réponse ? J'aimerais vraiment chercher par moi-même, même si parfois ça peut être long! Merci en tout cas pour votre aide.
  • Quelques remarques :

    1°) "$f(x)=0$ s'annule lorsque $x=2$ et lorsque $x=6$. "
    C'est mal écrit. Tu parles visiblement de la fonction constante nulle. Mais "$f(x)=0$" (le sujet du verbe "s'annule") n'est pas le nom d'une fonction.
    "La fonction $f:\R\to \R$, définie par $f(x)=0$ pour tout $x\in \R$, s'annule ... " (version longue)
    ou
    "La fonction $f : x\mapsto 0$ s'annule ... "

    2°) Tu as montré que $G$ n'est pas vide, précisément qu'il contient l'élément neutre de l'espace de toutes les fonctions de $\R$ dans $\R$. Que te reste-t-il à démontrer pour vérifier que $G$ est un sous-espace vectoriel de ce sous-espace ?

    3°) Pourquoi est-ce que 2 et 6 deviennent 1 et 4 (un détail, mais qui montre que tu ne te relis pas) ?

    4°) Pourquoi cherches-tu à fabriquer une fonction qui s'annule en 2 et en 6 ? Tu en avais déjà exhibé une : la fonction constante nulle. On en revient à la question : que faut-il démontrer en plus ?
  • @GaBuZoMeu :
    2) Du coup, il me reste à montrer que pour $f$ et $g$ $\in$ $G$, $f+g \in G$ ?

    4) Justement, comme je cherchais à montrer que $f+g \in G$, la fonction nulle $f$ m'était inutile. Je cherchais donc deux fonctions $f$ et $g$ différentes de la fonction nulle, dans l'optique de montrer que $f+g$ n'appartenaient éventuellement pas à $G$.
  • Pourtant avec la réponse que tu as donnée à Rescassol tu devrais avoir tous les outils pour résoudre ton exercice sans aucune manipulation de fonctions.
  • @Tankario : tu régresses par rapport à ton premier message.
    - Soient $f$ et $g$ appartenant à $G$ et $\mu$ appartenant à $\R$. (Objectif : Montrer que $\mu f + g$ appartient à $G$)
    Espérons que c'est pour rebondir plus haut.
  • Si je reprends ce que j'ai fait précédemment :

    - Soient $f,g \in G$ tels que $f(x) = 0$ et $g(x)=0$. Soit $\lambda \in \mathbb{R}$.

    $(\lambda f + g)(2) = \lambda f(2) + g(2) = \lambda*0 + 0 = 0$
    et
    $(\lambda f + g)(6) = \lambda f(6) + g(6) = \lambda*0 + 0 = 0$

    Comme $(\lambda f + g)(2)$ et $(\lambda f + g)(6)$ sont nuls lorsque $x=2$ ou $x=6$, alors $G$ est un SEV.
  • Tes fonctions $f$ et $g$ ne s'annulent pas en $2$ et en $6$ !
  • J'ai édité mon message.
  • Tu viens de montrer que tout sous-ensemble de $\mathbb R^{\mathbb R}$ qui contient la fonction nulle est un sous-espace vectoriel. C'est bien entendu complètement faux. Il faut que tu prouves que $\lambda f +g \in G$ pour tout $f, g \in G$ (et tout $\lambda \in \mathbb R$).
  • Et bien, je ne précise pas que $f(x)=0$ et $g(x)=0$, car les fonctions sont nulles en 2 et en 6 d'après l'énoncé.
    Si ce que je dis est faux, alors je ne vois vraiment pas.
  • Je ne comprends pas ce que tu dis dans ton dernier message. Tu as montré que $\lambda f +g \in G$ pour $f=g=0$, mais il faut que tu prouves ceci pour $f$ et $g$ quelconques dans $G$... Et comme je l'ai dit précédemment, le résultat de ton cours sur l'intersection de sous-espaces vectoriels pourrait t'aider à conclure très rapidement sinon !
Connectez-vous ou Inscrivez-vous pour répondre.