Suite des noyaux itérés

Salut,

Soit $E$ un ev de dimension finie et $f\in\mathcal L(E)$. Pour tout $k\in\mathbf N$, on note $K_k=\mathrm{Ker}(f^k)$.

On peut montrer que la suite $(K_k)_{k\in\mathbf N}$ est croissante puis stationnaire à partir d'un certain rang. Sauf que je lis un peu partout (dans plusieurs références) qu'elle est "strictement croissante puis stationnaire". Or pour moi, elle peut très bien être stationnaire tout court (donc croissante et stationnaire mais pas strictement croissante puis stationnaire). C'est ainsi le cas lorsqu'elle stationne à $\{0_E\}$.

Ai-je raison ?

Réponses

  • Si elle stationne à $0$ elle est strictement croissante pour $1$ étape :-D
    Une autre formulation, si tu préfères (moi je la préfère) est que le premier rang $k$ tek que $K_k =K_{k+1}$ est le rang à partir duquel elle stationne.
  • Merci pour la réponse. Toutefois, peux-tu éclaircir le fait que si elle stationne à $\{0_E\}$ alors il y a une étape pour laquelle la suite est strictement croissante car pour moi il n'y en a aucune :-)
  • Bonjour.

    Effectivement, si $f$ est injective, $\ker(f^0)=\{0_E\} =\ker(f^1)=\ker(f^2)= \ldots$. Pas de croissance stricte.

    Cordialement.
  • Bah si, c'est une suite strictement croissante de $\{0\}$ vers $\{F\mid$ sous-espace vectoriel de $E\}$
  • Désolé, Maxtimax, mais pour moi, une suite constante n'est pas strictement croissante. Si f est un automorphisme tous les $K_n$ sont égaux, la suite est constante.
    C'est bizarre, on dirait que tu n'as pas lu ce que j'ai écrit ...

    Cordialement.
  • gérard0 : Une suite constante définie sur un singleton est strictement croissante : peux-tu me dire comment "$\forall x<y, f(x)<f(y)$" peut être faux si l'ensemble de départ est un singleton ? C'est toi qui n'as pas lu ce que j'ai écrit.
  • Maxtimax, tu joues un petit peu avec les mots, non ? Il est clair que la suite dont on parle est celle des $K_k$, indéxée par $k$.

    Le truc clé dans l'histoire est que, si on note $c_k$ la dimension de $K_k$, la suite des différences $\delta_k=e_{k+1}-e_k$ est une suite décroissante d'entiers positifs ou nuls. On le voit en réalisant que le noyau de l'application linéaire
    $$K_{k+2}\longrightarrow K_{k+1}/K_k$$
    induite par $f$ est égal à $K_{k+1}$.
  • GBZM : Oui bien sûr, et il existe $l$ tel que cette suite est strictement croissante lorsque restreinte à $\{j, j<l\}$ (ou $\{j, j\geq l\}$, ce sera vrai aussi) et constante sur $\{j, j\geq l\}$ : donc strictement croissante puis stationnaire.
    Je ne dis pas que la suite des $K_k$ est strictement croissante, il n'en a jamais été question : on dit qu'elle est strictement croissante puis stationnaire. Je ne comprends pas pourquoi il y a un débat :-S (sauf si on tient à retirer les suites définies sur un singleton de la définition de stricte croissance, mais je n'en vois pas l'intérêt - ce serait comme faire une définition à part pour l'ensemble vide alors que ça marche très bien avec l'ensemble vide : GBZM, tu devrais être d'accord, non ? toi qui fais la chasse aux hypothèses "$X$ non vide" inutiles :-D )
  • Maxtimax, je n'ai toujours pas compris ton argument, qui change le sens de "strictement croissante puis ..."; C'est encore un jeu de mot de mathématicien, totalement inutile, qui justifie une expression malencontreuse à postériori, et met dans l'embarras le lecteur.
    Toute suite est, d'après toi strictement croissante, puis strictement décroissante puis fait ce qu'elle veut ..
    Avec des "si" on mettrait paris en bouteille, avec des "puis" on peut raconter n'importe quoi.

    "Je ne comprends pas pourquoi il y a un débat". Oh si, tu comprends bien mais tu joues avec les mots, au lieu d'éclaircir les interrogations de Démarrelesprobas. Et de lui dire ce qu'il en est.
  • gerard0 : Je ne comprends vraiment pas ton problème avec le fait qui est là que la suite est effectivement strictement croissante jusqu'à un certain rang, puis stationnaire à partir de ce rang; ce n'est pas un jeu de mots, c'est un fait : il existe $l$ tel que $k\mapsto K_k$ est strictement croissante sur $\{j , j\leq \}$ et stationnaire sur $\{j, j\geq l\}$; ce qui se traduit en langage courant par "strictement croissante puis stationnaire".

    Aucun jeu de mots là dedans, aucune justification a posteriori; dire que c'est faux serait une erreur. "Ce qu'il en est" c'est que l'énoncé est correct, point. Le seul endroit où tu peux ne pas être d'accord, c'est que le mot "puis" du langage courant ne traduit pas ça : très bien, que traduit-il alors ? Je serais bien content de voir une interprétation du mot "puis" qui fait que l'énoncé devient faux !

    Donc non, je ne comprends pas pourquoi il y a un débat, et je ne suis pas d'accord qu'il s'agisse d'un jeu avec les mots. Effectivement, si on veut rendre l'énoncé plus lourd, on peut dire "La suite des noyaux itérés est ou bien stationnaire, ou bien il existe $l>0$ jusqu'auquel elle est strictement croissante après quoi elle est stationnaire", mais on peut faire ça avec n'importe quel énoncé, rajouter des "ou" qui sont inclus dans le cas précédent. Je n'en vois pas l'intérêt, mais peut-être est-ce ma faute, et peut-être en vois-tu un.
  • C'est ce genre de remarque qui a fait que les lycéens ne viennent plus sur ce forum, le étudiants de L1 et L2 non plus, et que les gens raisonnables conseillent d'autres forums, moins pénibles pour les débutants.

    Tu veux que je te dise que tu as raison ? mathématiquement tu as raison. Humainement ....
  • Donc pour que les débutants viennent il faut dire "tu as raison, c'est une erreur" alors que ce n'est pas une erreur ? :-S
    Je ne veux pas que tu me dises que j'ai raison, je m'en fiche, personnellement je le connais le résultat, ce n'est pas pour qu'on me dise que j'ai raison que j'ai commenté.
    Je voulais que Démarrelesprobas voie que la formulation, même si un peu vague à cause de l'usage du langage courant, est correcte. Je me répète, mais c'est dans le même esprit qu'on s'est souvent interrogé sur le forum pour savoir si la distinction de cas "$X$ vide ou pas" était vraiment nécessaire : quand elle n'est pas nécessaire, mieux vaut l'enlever, ça fait une preuve plus propre et souvent plus simple à lire.
    Ici il n'y a pas de distinction à faire selon que $f$ est injective ou pas, et faire cette distinction fait une preuve plus lourde et moins agréable à lire. Maintenant, si on fait une preuve sans cette distinction, on sera amené à dire "donc la suite est strictement croissante sur blabla, puis stationnaire", et il faut être conscient.e à ce moment là que "strictement croissante sur $[0;0]$" ça a du sens, c'est tout.

    Mais bon, je vais m'arrêter là, je ne veux pas polluer plus que ça avec des gros pâtés que pas grand monde ne lira de toute façon.
  • A un moment ça serait bien de crever l'abcès du vidisme... Peut-être que des L1-L2 fuient le forum à cause de ça mais tant qu'ils n'auront pas exorcisé leurs démons, ça continuera de (subtilement) leur pourrir la vie à certaines occasions.

    Soit $a$ un réel et $f:\{a\} \to \N$ une fonction. Soient $i,j\in \{a\}$. Alors si $i<j$ on a forcément $f(i)>f(j)$ (en logique classique(*):sans quoi $i<j$ et $f(i) \not \leq f(j)$ mais on ne peut avoir $i<j$ -et a fortiori $i\neq j$ -dans $a$). Donc $f$ est strictement décroissante.

    [size=x-small]Pour une preuve intuitionniste, $i<j$ entraîne par définition $i\neq j$, mais comme $i\in \{a\}$ et $j \in \{a\}$ on a aussi $i=j$ d'où $\perp$ (car $i\neq j$ abrège $(i=j)\to \perp$) et enfin comme $\perp \to f(i)>f(j)$, on a $f(i)>f(j)$. $i,j$ étant quelconques (non libres dans les axiomes utilisés), on a prouvé "$\forall i,j\left [i<j \to f(i)>f(j) \right ]$" autrement dit la décroissance de $f$.[/size]
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • D'accord avec ça, Foys,

    mais au moins le faire de façon gentille, pas par une remarque incompréhensible (je travaille avec l'ensemble vide depuis plus de 50 ans, je n'ai pas compris la remarque ironique de Maxtimax, issue d'une conception trop fréquente ici de prise des phrases pour ce qu'elles sont, pas pour ce qu'elles disent. Le clan des logiciens, qui oublient que tout le monde ne pense pas comme eux.
    Si Maxtimax avait expliqué dès sa première réponse qu'on peut interpréter (absurdement pour tout esprit courant) le "strictement croissant" comme appliqué sur le singleton initial, comme il l'a fait ensuite, en s'expliquant, il aurait ouvert l'esprit du demandeur (et le mien par la même occasion). Mais il avait trop besoin de faire l'esprit supérieur, en faisant une remarque cryptique.

    Ce qui éloigne les gens de ce forum, c'est justement cette habitude de répondre à des apprenants comme s'ils étaient des idiots. Savoir ne donne aucun droit.
    Et pendant ce temps là, on massacre une génération de lycéens dans leur formation mathématique.

    Cordialement.

    NB : Effectivement, toute suite est strictement décroissante puis fait ce qu'elle veut. Ce qui d'ailleurs lui fait une belle jambe.
  • C'est fou quand même. Je n'ai pas fait une seule "remarque ironique" et on m'en reproche une ? Ensuite on me dit qu'il faut que je décrive tout sans laisser aucun détail de côté ? Qu'est-il arrivé à "on donne des indications de réflexion, et on laisse réfléchir l'étudiant.e avant de lui donner la solution complète si besoin est" ?

    Ma première remarque était là pour que Démarrelesprobas s'interroge sur le sens de "strictement croissante" (pas d' "esprit supérieur" là dedans, je sais bien que je suis loin d'avoir un esprit supérieur à qui que ce soit); puis tu as répondu en disant que l'énoncé était incorrect, et Démarrelesprobas aussi en demandant une précision, je t'ai alors corrigé en répondant en même temps à Démarrelesprobas en expliquant qu'il y avait stricte croissance sur $\{0\}$, et c'est là que tu as commencé à m'accuser (de je-ne-sais-quoi d'ailleurs : m'être trompé ? tu as dit après coup que non; faire un jeu sur les mots ? on a établi que ce n'était pas le cas, si tant est qu'on n'est pas effrayé de "si $A$ est fausse, alors $A\implies B$ est vraie"; faire une remarque cryptique ? cette accusation là n'est venue que plus tard, et je viens d'expliquer que c'était justement à des fins pédagogiques, en espérant que Démarrelesprobas trouve de son côté; se pavoiser avec mon "esprit supérieur" ? je ne vois pas ce qui peut laisser penser ça)

    Donc justement, je n'ai pas répondu à Démarrelesprobas comme à un.e idiot.e, je lui ai répondu comme on répond à un.e élève : en lui faisant réfléchir. C'est donner la réponse toute faite qui serait répondre comme à un.e idiot.e (cela ne veut pas dire par ailleurs que ne pas trouver la réponse fait de quelqu'un un.e idiot.e, mais ne pas lui laisser la chance de le faire, ça c'est du manque de respect)

    PS : je ne vois pas le rapport avec le "clan des logiciens"... déjà ravi de savoir que j'en fait partie, je l'ignorais :-D ensuite il s'agit là d'appliquer une définition de maths, pas de faire de la logique... mais bon, vu l'accueil qu'on réserve aux logicien.ne.s à certains endroits, je ne suis pas étonné que quoi que ce soit qui y fasse penser répugne; et visiblement considérer de la stricte croissance sur un singleton ça rappelle la logique...
  • Effectivement, pour moi la suite ne pouvait pas être ... puis stationnaire, puisqu'elle est stationnaire depuis le début ...
    Mais les matheux ne comprennent pas le français.

    J'arrête ici, ça n'apporte rien à Démarrelesprobas.
  • Je note plus bas, lorsque $a,b$ sont des entiers, $[ \! [a;b ] \! ]$ l'ensemble des entiers $k$ tels que $a\leq k$ et $k \leq b$.
    Soit $n\in \N$.
    La phrase "la suite finie $d_1,..,d_n$ est strictement décroissante puis stationnaire signifie bien, en français, "qu'il existe $p$ dans $[ \! [1;n ] \! ]$ tel que pour tous $i,j$ dans $[ \! [1;p ] \! ]$, si $i<j$ alors $d_i>d_j$; et pour tous $k,\ell$ dans $[ \! [p;n ] \! ]$, $d_k=d_{\ell}$ " n'est-ce pas?
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • A l'exception de $A\vee B$ qui signifie "$A$, ou $B$, ou les deux" (alors qu'en français le "ou" est presque tout le temps exclusif), la totalité des formules logiques (interprétées via la logique classique et non intuitionniste) ont exactement leur sens courant. Les problèmes en l'espèce sont dûs à des difficultés éventuelles avec la règle d'introduction du quantificateur universel (étant donné deux ensembles ordonnés $(E,\leq)$ ,$(F,\leq')$ et une application $f:E\to F$, la phrase "$f$ est strictement croissante" signifie la même chose que "pour tous $k,\ell \in E$, si $k\leq \ell$ alors $f(k)\leq f(\ell)$ et il n'existe pas $i,j$" distincts tels que $i\in E,j\in E$, $i<j$ et $f(i)=f(j)$).

    De façon générale, "$A\implies B$" signifie (en logique classique) $\neg (A \wedge \neg B)$" i.e. on ne peut avoir à la fois $A$ et le contraire de $B$" et $\forall t C$ signifie "il n'existe aucun $t$ tel que $\neg C$".
    Et en maths il n'y a jamais de sous-entendu.
    Une fonction est un ensemble $f$ de couples tel que pour tous $x,y,z$, si $(x,y)\in f$ et $(x,z)\in f$ alors $y = z$.
  • @Maxtimax désolé je viens apporter mon grain de sel à cette discussion (:D

    tu as dit :
    Maxtimax a écrit:
    Bah si, c'est une suite strictement croissante de $\{0\}$ vers $\{F\mid$ sous-espace vectoriel de $E\}$

    mais je pensais qu'une suite est par définition une application définie sur $\mathbb{N}$ et donc pas sur un singleton...

    ne te sens pas obligé de répondre si je n'ai absolument rien compris.
  • raoul : La notion de "suite" dépend du contexte. Ici, puisqu'on dit que la "suite est strictement croissante puis stationnaire", pour parler de parties différentes il faut bien parler de suites définies sur des sous-ensembles de $\N$.
    De ce que j'ai vu, le plus souvent, suite signifie quelque chose comme "application définie sur un sous-ensemble de $\N$", ou peut-être parfois voudra-t-on plus spécifiquement sur un segment initial de $\N$. En général c'est le contexte qui détermine.
    Et si on veut absolument qu'une suite soit définie sur $\N$, on peut dire "sa restriction à $\{0\}$ est strictement croissante".
  • ah voilà je me disais qu'un truc m'avait échappé.

    En tout cas pour ceux que ça intéresse voici la phrase incriminée
  • Finalement je pense qu'au lieu de "strictement croissante puis stationnaire" je préfère l'expression croissante et stationnaire...
  • raoul : Fais ce qu'il te plait (on n'est plus en mai, certes...), mais ton énoncé est moins fort, et l'énoncé avec "strictement croissante" reste vrai.
  • mouais j'étais sous la douche lorsque je me suis rendu compte qu'en fait "strictement croissante puis stationnaire" n'est pas équivalent à "croissante et stationnaire". En effet la suite 0,1,2,2,2,3,4,5,5,5,... est croissante stationnaire mais pas "strictement croissante puis stationnaire" :-(

    Bon aller il vaut mieux que je m'en aille...
  • raoul : Exactement, tu as tout compris, et le lemme en question dit que ça n'arrive pas !

    Beh non au contraire, tu as compris le résultat en plus de profondeur, ne t'en va pas ! (enfin je doute qu'il y ait plus à dire sur le sujet, mais tu me comprends :-D )
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