ALGEBRE LINEAIRE - Concours B des ENSA

Matrice d'une application linéaire

Matrice d'une application linéaire

Dans la base canonique  de , on définit l'application linéaire  de  dans  par :

.

Question

Ecrire la matrice  de  dans la base canonique de .

Solution

On obtient naturellement :

.

Question

On définit :

.

  • Montrer que  est une base de .

  • Déterminer la matrice  de  dans la base .

Solution
  • L'espace vectoriel  étant de dimension 3,  est une base de  si et seulement si c'est une famille libre. A cet égard, on a :

,

ce qui, puisque  est une famille libre de , impose que :

,

c'est à dire : . Ainsi :

et la famille  est donc libre. C'est une base de .

  • Calculons les coordonnées de , , et , dans la base .

    Les coordonnées de  dans la base canonique  sont données par :

,

d'où .

Les coordonnées de  dans la base canonique  sont données par :

,

d'où .

Les coordonnées de  dans la base canonique  sont données par :

,

d'où .

Enfin, à partir du système

,

on exprime  en fonction de . On obtient :

,

et finalement on a :

    et   .

La matrice  de  dans la base  est donc :

.

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