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.
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.
-
@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.
-
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 !
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