Ivan Shishkin, Rye (1878)

Problems/Linear algebraExercise

Reconnaître une forme linéaire

by Ancient Tree·
28
Difficulty scaleÉchelle de difficulté

This score reflects both the level of the required concepts and the difficulty of the solution.Ce score tient compte à la fois du niveau des notions nécessaires et de la difficulté de la résolution.

  1. 1–10First steps / middle schoolPremiers pas / collège
  2. 11–25Beginner / high schoolDébutant / lycée
  3. 26–50Intermediate / undergraduateIntermédiaire / licence
  4. 51–70Advanced / graduateAvancé / master
  5. 71–90Expert / specializedExpert / spécialisé
  6. 91–100Research levelNiveau recherche
These levels are approximate guides.Ces niveaux sont des repères approximatifs.
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Français

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Parmi les applications suivantes, lesquelles sont des formes linéaires sur R2\R^{2} ?

f(x,y)=2x−y,g(x,y)=(x+y,x−y),h(x,y)=xy.f(x,y)=2x-y,\qquad g(x,y)=(x+y,x-y),\qquad h(x,y)=xy.

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Solutions

1
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Solution by darktoaster

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Fonction f\textbf{Fonction f}
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Soient u=(x1y1)u = \begin{pmatrix} x_{1} \\y_{1} \end{pmatrix} et v=(x2y2)v= \begin{pmatrix}x_{2} \\y_{2} \end{pmatrix} deux vecteurs de R2\mathbb R ^{2} et λ\lambda et μ\mu deux scalaires.
f(λu+μv)=f((λx1+μx2λy1+μy2))=2(λx1+μx2)−(λy1+μy2)=λ(2x1−y1)+μ(2x2−y2)=λf(u)+μf(v)f(\lambda u + \mu v) = f\left(\begin{pmatrix} \lambda x_{1} + \mu x_{2} \\ \lambda y_{1} + \mu y_{2} \end{pmatrix}\right) = 2(\lambda x_{1} + \mu x_{2}) - (\lambda y_{1} + \mu y_{2}) = \lambda (2x_{1} - y_{1}) + \mu( 2x_{2} - y_{2}) = \lambda f(u) + \mu f(v)
ff est linéaire.
De plus ff est à valeurs dans R\mathbb R
Donc ff est une forme linéaire.
\newline
Fonction g\textbf{Fonction g}
\newline
gg n’est pas une forme linéaire car elle n’est pas à valeurs dans R\mathbb R
\newline
Fonction h\textbf{Fonction h}
\newline
hh n’est pas une forme linéaire car elle n’est pas linéaire, en effet :
D’une part h((2,3)+(1,1))=h(3,4)=3⋅4=12h((2,3) + (1,1)) = h(3,4) = 3 \cdot 4 = 12
D’autre part h(2,3)+h(1,1)=2⋅3+1⋅1=7≠12h(2,3) + h(1,1) = 2 \cdot 3 + 1 \cdot 1 = 7 \ne 12

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