contents/algebra.tex : Lots of group theory && formatting && replaced 0_{E,G,H} to Identity macro && and fixed some typos

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@ -13,7 +13,7 @@
\langsubsection{Magma unital}{Unital magma} \langsubsection{Magma unital}{Unital magma}
\begin{definition_sq} \label{definition:unital_magma} \begin{definition_sq} \label{definition:unital_magma}
Un magma \ref{definition:magma} $(E, \star)$ est dit \textbf{unital} si $\exists 0_E \in E, \forall a \in E, 0_E \star a = a \star 0_E = a$. Un magma \ref{definition:magma} $(E, \star)$ est dit \textbf{unital} si $\exists \Identity_E \in E, \forall a \in E, \Identity_E \star a = a \star \Identity_E = a$.
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
\begin{theorem_sq} \begin{theorem_sq}
@ -33,7 +33,11 @@
\langsubsection{Groupe}{Group} \langsubsection{Groupe}{Group}
\begin{definition_sq} \label{definition:group} \begin{definition_sq} \label{definition:group}
Un groupe $(G, \star)$ est un monoïde \ref{definition:monoid} ayant un élément inverse tel que $\forall a \in G, \exists a^{-1} \in G, a \star a^{-1} = 0_G$. Un groupe $(G, \star)$ est un monoïde \ref{definition:monoid} tous les éléments sont inversibles i.e. $\forall a \in G, \exists a^{-1} \in G, a^{-1} \star a = a \star a^{-1} = \Identity_G$.
\end{definition_sq}
\begin{definition_sq} \label{definition:order_group}
Le cardinal d'un groupe $(G, \star)$ est appelé \textbf{ordre du groupe}, dans le cas d'un cardinal fini, on parlera de \textbf{groupe fini}.
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
\begin{theorem_sq} \begin{theorem_sq}
@ -41,19 +45,37 @@
\end{theorem_sq} \end{theorem_sq}
\begin{proof} \begin{proof}
Soit $(G, \star)$ un groupe ainsi que $x \in G$ avec $a, b$ deux inverses de $x$. Par définition d'un élément inverse, on peut poser $x \star a = 0_G \equivalence b \star (x \star a) = b \star 0_G \equivalence (b \star x) \star a = b \equivalence a = b$. Soit $(G, \star)$ un groupe ainsi que $x \in G$ avec $a, b$ deux inverses de $x$. Par définition d'un élément inverse, on peut poser $x \star a = \Identity_G \equivalence b \star (x \star a) = b \star \Identity_G \equivalence (b \star x) \star a = b \equivalence a = b$.
\end{proof} \end{proof}
\langsubsubsection{Groupe abélien}{Abelian group} \langsubsubsection{Groupe abélien}{Abelian group}
\begin{definition_sq} \label{definition:abelian_group} \begin{definition_sq} \label{definition:abelian_group}
Un groupe abélien est un groupe \ref{definition:group} dont la loi de composition est commutative \ref{definition:commutativity}. Un groupe est dit \textbf{abélien} ou \textbf{commutatif} si la loi de composition est commutative \ref{definition:commutativity}.
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
\langsubsubsection{Sous-groupe engendré}{Generated sub-group} \langsubsubsection{Sous-groupe}{Subgroup}
\begin{definition_sq} \label{definition:subgroup}
Soit $(G, \star) \in \Grp$. Un sous-ensemble $H \subseteq G$ est un \textbf{sous-groupe} de $G$ si $H$ est également un groupe, dans ce cas on notera $H \leqslant G$.
Les sous-groupes tels que $H = G$ ou $H = \{ \Identity_G \}$ sont appelées les \textbf{sous-groupes triviaux} de $G$.
\end{definition_sq}
\langsubsubsubsection{Sous-groupe engendré}{Generated subgroup}
\begin{definition_sq} \label{definition:generated_subgroup} \begin{definition_sq} \label{definition:generated_subgroup}
Un sous-groupe engendré est un groupe \ref{definition:group} générée par un élément $x$ d'un groupe $(G, \star)$ définie de la manière suivante : $<x> := \{ x^k \mid k \in \Z \} \subseteq G$ Un sous-groupe engendré est un groupe \ref{definition:group} générée par un élément $x$ d'un groupe $(G, \star)$ définie de la manière suivante : $\generator{x} := \{ x^k \mid k \in \Z \} \subseteq G$
\end{definition_sq}
\begin{proof}
Soit un groupe $(G, \star)$ ainsi que $x \in G$. Comme $\generator{x} \subseteq G$, il suffit de vérifier l'élément neutre et l'inversibilité. Ce qui est immédiat avec la proposition suivante : $\forall y \in G, \forall p \in \Z, y^p \star y^{-p} = \Identity$.
\end{proof}
\langsubsubsection{Produit direct de groupe}{Direct product of groups}
\begin{definition_sq} \label{definition:direct_product_group}
Le \textbf{produit direct} ou \textbf{groupe produit} de deux groupes $(G, \star)$ et $(H, +)$ est l'ensemble $G \cartesianProduct H$ muni de l'opération $\function{\triangle}{(G \cartesianProduct H)^2}{G \cartesianProduct H} \hspace{1mm} \functiondef{(x_1, x_2) \cartesianProduct (y_1, y_2)}{(x_1 \star y_1, x_2 + y_2)}$
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
\langsubsubsection{Morphisme de groupe}{Group morphism} \langsubsubsection{Morphisme de groupe}{Group morphism}
@ -73,6 +95,34 @@
\end{tikzcd}\] \end{tikzcd}\]
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
\begin{theorem_sq} \label{theorem:identity_homomorphism_is_identity}
Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:honomorphism}.
$$f(\Identity_G) = \Identity_H$$
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$.
$$\forall x \in G, \left[ f(x) = f(x + \Identity_G) = f(x) \star f(\Identity_G) \right] \land \left[ f(x) = f(\Identity_G + x) = f(\Identity_G) \star f(x) \right] \equivalence f(\Identity_G) = \Identity_H$$
\end{proof}
\begin{theorem_sq} \label{theorem:inv_homomorphism_is_inv}
Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:honomorphism}.
$$\forall x \in G, f(x^{-1}) = f^{-1}(x)$$
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes et $f$ un homomorphisme entre $G$ et $H$.
$$\forall x \in G, f(\Identity_G) = f(x + x^{-1}) = f(x) \star f(x^{-1})$$
Par définition d'un morphisme $\exists y \in H, y = f(x)$ et par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}
$$y \star f(x^{-1}) = \Identity_H \implies f(x^{-1}) = y^{-1} \implies f(x^{-1}) = f^{-1}(x)$$
\end{proof}
\begin{theorem_sq} \label{theorem:ab_monomor_imp_ab} \begin{theorem_sq} \label{theorem:ab_monomor_imp_ab}
Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un monomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:monomorphism}. Soit $(G, +)$ et $(H, \star)$ deux groupes \ref{definition:group} et $f$ un monomorphisme entre $G$ et $H$ \ref{definition:monomorphism}.
@ -119,14 +169,57 @@
$(H, \star \in \Ab$ et $f$ est un isomorphisme et particulièrement un monomorphisme $\implies (G, +) \in \Ab$ (Voir \ref{theorem:ab_monomor_imp_ab}) $(H, \star \in \Ab$ et $f$ est un isomorphisme et particulièrement un monomorphisme $\implies (G, +) \in \Ab$ (Voir \ref{theorem:ab_monomor_imp_ab})
\end{proof} \end{proof}
\begin{definition_sq} \label{definition:group_morphism_kernel}
Soit $(X, \star)$ et $(Y, \composes)$ ainsi que d'un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$. On appelle \textbf{noyau de $\phi$} l'ensemble $\ker(\phi) := \{ g \in G \mid \phi(g) = \Identity_G \}$.
\end{definition_sq}
\begin{theorem_sq}
Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ le noyau d'un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$ est un sous-groupe de $X$ et $\phi$ est injectif si et seulement si $\ker(\phi) = \{ \Identity_X \}$.
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un morphisme de groupe $\function{\phi}{X}{Y}$.
\begin{itemize}
\item{$\Identity_G \in \ker(\phi)$ par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}}
\item{$\forall (x, y) \in (\ker(\phi))^2, \phi(x \star y) = \phi(x) + \phi(y) = \Identity_H + \Identity_H = \Identity_H \implies x \star y \in \ker(\phi)$}
\item{(Version longue) $\forall x \in \ker(\phi), \phi(x \star x^{-1}) = \phi(x) + \phi(x^{-1}) = \Identity_H + \phi(x^{-1}) = \phi(x^{-1}) = \Identity \implies x^{-1} \in \ker(\phi)$}
\item{$\forall x \in \ker(\phi), \phi(x^{-1}) = \phi^{-1}(x) \equivalence \Identity_H^{-1} = \Identity_H$ (par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} et \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}) $\implies x^{-1} \in \ker(\phi)$}
\end{itemize}
$\implies \ker(\phi) \subgroup G$
Soit $(x, y) \in G$
$$\phi(x) = \phi(y) \implies \phi(x \star y^{-1}) = \phi(x) + \phi(y^{-1}) = \phi(x) + \phi^{-1}(y)$$
Par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv}
$$\phi(x) + \phi^{-1}(y) = \phi(x) + \phi(x) = \Identity_H \implies x \star y^{-1} = \Identity_G \in \ker(\phi) \implies x = y$$
\end{proof}
\begin{theorem_sq}
Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un homomorphisme $\function{\phi}{X}{Y}$. Alors l'image $f(X) \subseteq Y$ est un sous-groupe de $Y$.
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $(X, \star)$ et $(Y, +)$ et un homomorphisme $\function{\phi}{X}{Y}$.
\begin{itemize}
\item{$\Identity_H \in \phi(X)$ par \ref{theorem:identity_homomorphism_is_identity}}
\item{$\forall (a', b') \in \phi(X)^2, \exists (a, b) \in X^2, a' = \phi(a) \land b' = \phi(b) \implies \phi(a) + \phi(b) = \phi(a \star b) \in \phi(X)$}
\item{$\forall a \in \phi(X), \exists b \in X, a = \phi(b) \implies a^{-1} = \phi(b)^{-1} = \phi(b^{-1})$ par \ref{theorem:inv_homomorphism_is_inv} $\implies a^{-1} \in \phi(X)$}
\end{itemize}
\end{proof}
\langsubsection{Corps}{Field} \langsubsection{Corps}{Field}
\begin{definition_sq} \label{definition:field} \begin{definition_sq} \label{definition:field}
Un corps $(F, +, \star)$ avec deux lois de composition interne $(+)$ et $(\star)$. Un corps $(F, +, \star)$ avec deux lois de composition interne $(+)$ et $(\star)$.
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item{$(F, +)$ est un groupe abélien \ref{definition:abelian_group} unital en $0_E$} \item{$(F, +)$ est un groupe abélien \ref{definition:abelian_group} unital en $\Identity_E$}
\item{$(F\backslash\{0_E\}, \star)$ est un groupe \ref{definition:group}} \item{$(F\backslash\{\Identity_E\}, \star)$ est un groupe \ref{definition:group}}
\end{itemize} \end{itemize}
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
@ -135,6 +228,7 @@
\begin{definition_sq} \label{definition:commutative_field} \begin{definition_sq} \label{definition:commutative_field}
Un corps commutatif est un corps \ref{definition:field} dont la seconde loi de composition $(\cartesianProduct)$ est commutative \ref{definition:commutativity}. Un corps commutatif est un corps \ref{definition:field} dont la seconde loi de composition $(\cartesianProduct)$ est commutative \ref{definition:commutativity}.
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
\langsubsection{Anneau}{Ring} \langsubsection{Anneau}{Ring}
Source : \citeannexes{wikipedia_ring} Source : \citeannexes{wikipedia_ring}
@ -189,14 +283,15 @@ $Eigenvalues = m \pm \sqrt{m^2 - det(A)}$
\langsubsection{Déterminant}{Determinant} \langsubsection{Déterminant}{Determinant}
%%TODO Complete subsection %%TODO Complete subsection
$\function{D}{\mathcal{M}_{m, n}(\R)}{R}$ $\function{\det}{\mathcal{M}_{m, n}(\K)}{\R}$
\langsubsubsection{Axiomes}{Axioms} \langsubsubsection{Axiomes}{Axioms}
%%TODO Complete subsubsection %%TODO Complete subsubsection
$\forall M \in \mathcal{M}_{m, n}$ $\forall (A, B) \in \mathcal{M}_{m, n}(\K)^2$
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item{$\forall \lambda \in \K, D(\lambda M) = \lambda D(M)$} \item{$\forall \lambda \in \K, \det(\lambda A) = \lambda \det(A)$}
\item{$\det(AB) = \det(A) \det(B)$}
\end{itemize} \end{itemize}
\langsubsubsection{Cas 2x2}{2x2 case} \langsubsubsection{Cas 2x2}{2x2 case}
@ -207,13 +302,173 @@ $det\left(\begin{bmatrix}a & b\\c & d\end{bmatrix}\right) = ad - bc$
\langsubsubsection{Cas 3x3}{3x3 case} \langsubsubsection{Cas 3x3}{3x3 case}
%TODO Complete subsubsection %TODO Complete subsubsection
\pagebreak
\subsection{Inverse} \subsection{Inverse}
\begin{theorem_sq}
Le tuple $(M_n(\K), \cartesianProduct)$ est un monoïde.
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Par définition la loi de composition $(\cartesianProduct)$ est un magma.
%TODO Complete proof part of associativity
La matrice $\Identity_n$ est l'élément neutre.
\end{proof}
\begin{theorem_sq}
$\lnot(\forall (A, B, M) \in M_n(\K)^3, (M \ne 0 \land MA = MB) \equivalence A = B)$
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $(A, B, M) \in M_2(\K)^3$ tel que
$M := \begin{pmatrix} 3 & -12 \\ -1 & 4 \end{pmatrix}$ \hspace{3mm} $A := \begin{pmatrix} 5 & 9 \\ 3 & 4 \end{pmatrix}$ \hspace{3mm} $B := \begin{pmatrix} 1 & -3 \\ 2 & 1 \end{pmatrix}$
$MA = MB = \begin{pmatrix} -21 & -21 \\ 7 & 7 \end{pmatrix}$ alors que $M \ne 0 \land A \ne B$
\end{proof}
% \begin{theorem_sq}
% $\lnot(\forall (A, B) \in M_n(\K)^2, AB = 0 \implies A = 0 \lor B = 0)$
% \end{theorem_sq}
% \begin{proof}
% Soit $(A, B) \in M^*_2(\K)^2$ tel que
%
% $A := \begin{pmatrix} 3 & -12 \\ -2 & 8 \end{pmatrix}$ \hspace{5mm} $B := \begin{pmatrix} 4 & 12 \\ 1 & 3 \end{pmatrix}$
%
% $AB = 0$ alors que $A \ne 0 \land B \ne 0$
% \end{proof}
\begin{definition_sq} \label{definition:inversible_matrix} \begin{definition_sq} \label{definition:inversible_matrix}
Une matrice $A \in M_n(\K)$ est dite \textbf{inversible} sur $\K$ si et seulement si $det(A) \neq 0$. Une matrice $A \in M_n(\K)$ est dite \textbf{inversible} sur $\K$ si et seulement s'il existe une matrice dite \textbf{inverse} $B \in M_n(\K)$ tel que $AB = \Identity_n = BA$.
Nous pourrons noter cette inverse $A^{-1}$.
\end{definition_sq} \end{definition_sq}
$(AB)^{-1} = B^{-1}A^{-1}$ - La matrice identité est son propre inverse : $\Identity_n \cartesianProduct \Identity_n = \Identity_n$
- Les matrices de transvection $T_{i, j}(a)$ sont inversibles : $(T_{i, j}(a))^{-1} = T_{i, j}(-a)$
- Les matrices de dilatation $D_i(a)$ sont inversibles : $(D_i(a))^{-1} = D_i(a^{-1})$
- Les matrices de permutation $P_{i, j}$ sont inversibles : $(P_{i, j})^{-1} = P_{i, j}$
\begin{definition_sq} \label{definition:linear_group}
L'ensemble des matrices inversibles est appelé \textbf{groupe linéaire} et est noté $GL_n(\K)$.
Également, le tuple $(GL_n(\K), \cartesianProduct)$ est un groupe \ref{definition:group}.
\end{definition_sq}
Par la théorie des groupes :
\begin{itemize}
\item{L'inverse est unique : $AB = AC = \Identity_n \implies B = C = A^{-1}$}
\item{L'inverse d'un inverse est l'identité : $(A^{-1})^{-1} = A$}
\item{Le produit de deux matrices inversibles est inversible : $(AB)^{-1} = B^{-1}A^{-1}$}
\end{itemize}
La transposée d'un inverse et l'inverse de la transposée : $(A^{-1})^T = (A^T)^{-1}$
$(A^{-1})^T A^T = (AA^{-1})^T = \Identity_n^T = \Identity_n$ et $A^T(A^{-1})^T = (A^{-1}A)^T = \Identity_n^T = \Identity_n$
\begin{theorem_sq}
$\forall (A, B) \in M_n(\K)^2, \forall M \in GL_n(\K), (MA = MB) \equivalence A = B$
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $(A, B) \in M_n(\K)^2, M \in GL_n(\K)$ tel que $MA = MB$
$\exists M^{-1} \in GL_n(\K), M^{-1}M = \Identity_n \implies M^{-1}(MA) = M^{-1}(MB) \equivalence (M^{-1}M)A = (M^{-1}M)B \equivalence A = B$
\end{proof}
\begin{theorem_sq}
L'ensemble des matrices de transvection et de dilatation engendre le groupe $GL_n(\K)$.
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $A \in GL_n(\K)$.
On va appliquer l'algorithme du pivot de Gauss, nous allons transformer A en une matrice de dilatation, mais en utilisant uniquement des transvections.
Comme A est inversible, sa première colonne n'est pas nulle.
S'il existe $i > 1$ tel que $a_{i1} \ne 0$, alors l'opération $L_1 \leftarrow L_1 - \frac{a_{11}}{a_{i1}}L_i$ permet de mettre un coefficient 1 en position $(1, 1)$.
Sinon, nécessairement $a_{11} \ne 0$ et on fait $L_1 \leftarrow L_2$ et $L_2 \leftarrow -L_1$ pour se ramener au cas précédent.
Ensuite, en utilisant le coefficient $(1, 1)$ comme pivot, une succession d'opérations sur les lignes puis sur les
colonnes permet d'annuler tous les autres coefficients de la première ligne et de la première colonne : il existe
des matrices de transvection $M1, \dots , Mp$ et $N1, \dots , Nq$ telles que
$$\left(\prod\limits_{i = 1}^p M_i\right) A \left(\prod\limits_{i = 1}^q N_i\right) = \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & A_1 \end{pmatrix}$$
$A_1 \in GL_{n - 1}(\K)$.
On itère ce procédé sur $A_1$ et ainsi de suite jusqu'à $\begin{pmatrix} 1 & & & \\ & \ddots & & \\ & & 1 & \\ & & & \alpha \end{pmatrix}$
$\alpha = \prod_{v \in sp(A)} v$.
Ainsi, il existe des matrices de transvection $U_1, \dots, U_r$ et $V_1, \dots, V_r$ telles que $A = U_r \dots U_1 D_n(\alpha) V_1 \dots V_s$
Ainsi, tout matrice de $GL_n(\K)$ s'écrit comme produit de matrices de transvection et de dilatation.
\end{proof}
\begin{theorem_sq}
Une matrice $A \in M_n(\K)$ est inversible si et seulement si son rang est égal à son ordre (c'est-à-dire $\rank{A} = n$)
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
Soit $A \in M_n(\K)$
\impliespart
Supposons que la matrice $A$ est inversible, c'est-à-dire qu'il existe une matrice $A^{-1}$ telle que $AA^{-1} = A^{-1}A = \Identity_n$.
% TODO Fix proof...
Alors, $\rank{A} = n$.
En effet, si $\rank{A} = n$, ainsi, il existe une matrice colonne de taille $n$ qui est un multiple scalaire des colonnes de $A$, ce qui signifie que les vecteurs colonnes de $A$ sont linéairement indépendants.
\Limpliespart
Supposons que $\rank{A} = n$.
Sachant que les matrices de dilatation et transvection conservent le rang, et que la matrice identité $\Identity_n$ à un rang de $n$
alors, nous pouvons créer une séquence finie de $k$ matrices de dilatation et de transvection tel que $A = \prod\limits_{i = 1}^k E_i$.
Hors comme toutes les matrices de dilation te de transvection sont inversibles ainsi que leur produit, ainsi, nous pouvons créer une autre séquence finie $B = \prod\limits_{i = 1}^k (E_{k - i - 1})^{-1}$.
On remarque de $AB = \left(\prod\limits_{i = 1}^k E_i\right) \left(\prod\limits_{i = 1}^k (E_{k - i - 1})^{-1}\right) = \prod\limits_{i = 1}^k \Identity_n = \Identity_n$.
Donc, non seulement $A$ est inversible, mais avons aussi un algorithme qui permet de calculer sa matrice inverse.
% TODO Fix garbage AI proof...
Dans cet article, nous prouvons que si le rang d'une matrice $A$ est égal à son ordre (taille),
alors la matrice $A$ est inversible en utilisant des matrices élémentaires.
Supposons que la matrice $A \in M_n(\K)$ et que $\rank{A} = n$.
Montrer qu'il existe une matrice inversible composée de matrices élémentaires.
Supposons que $A$ est une matrice de taille $n$ avec $\rank{A} = n$.
Nous savons que pour toute opération sur les lignes (ou les colonnes),
la matrice résultante aura un rang égal ou inférieur à la matrice originale $A$.
Par conséquent, nous pouvons effectuer une séquence d'opérations élémentaires sur les lignes de $A$ sans changer son rang.
Soit $E_1, E_2, \ldots, E_k$ ces matrices élémentaires telles que leur produit est également une matrice élémentaire. Nous avons $A = \prod\limits_{i = 1}^n E_i$
Puisque $\rank{A} = n$, et que chaque $E_i$ maintient le rang, il s'ensuit que toutes ces matrices sont des matrices élémentaires avec un élément pivot non nul (elles ne peuvent pas être la matrice zéro).
On peut donc construire une matrice inversible composée uniquement de ces matrices élémentaires :
\[ B = E_1(E_2(\cdots E_k(I_n))\cdots) \]
Cette matrice $B$ est clairement inversible puisqu'elle a un pivot non nul dans chaque ligne (ou colonne), et donc son rang est égal à l'ordre de la matrice originale $A$.
Ainsi, nous avons montré que si $\rank{A} = n$, il existe une matrice inversible composée uniquement de matrices élémentaires.
\end{proof}
\pagebreak
\begin{theorem_sq}
Une matrice $A \in M_n(\K)$ est inversible sur $\K$ si et seulement si $det(A) \neq 0$.
\end{theorem_sq}
\begin{proof}
% TODO Complete proof
\end{proof}
\langsubsection{Diagonalisation}{Diagonalization} \langsubsection{Diagonalisation}{Diagonalization}
%TODO Complete subsection %TODO Complete subsection
@ -309,14 +564,14 @@ $a \in Tr_n$
Soit $(E, +)$ un groupe abélien \ref{definition:abelian_group} de $\K$ Soit $(E, +)$ un groupe abélien \ref{definition:abelian_group} de $\K$
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item{muni d'une loi de composition externe d'un corps $\K$ tel que $\K*E \rightarrow E$ vérifiant $(\alpha,x) \rightarrow \alpha x$} \item{muni d'une loi de composition externe d'un corps $\K$ tel que $\function{(\cdot)}{K \cartesianProduct E}{E}$ vérifiant $(\alpha, x) \rightarrow \alpha x$}
\end{itemize} \end{itemize}
\bigskip \bigskip
Et vérifiant $\forall(\alpha, \beta) \in \K^2, \forall(a, b, c) \in E^3$ Et vérifiant $\forall(\alpha, \beta) \in \K^2, \forall(a, b, c) \in E^3$
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item{Unital en $*$} \item{Unital en $(\cdot)$}
\item{Distributivité (gauche et droite) $+$ de $\K \equivalence a(\alpha + \beta) = (\alpha + \beta)a = \alpha a + \beta a$} \item{Distributivité (gauche et droite) $+$ de $\K \equivalence a(\alpha + \beta) = (\alpha + \beta)a = \alpha a + \beta a$}
\item{Distributivité (gauche et droite) $*$ de $\K \equivalence a(\alpha * \beta) = (\alpha * \beta)a = \alpha(\beta a)$} \item{Distributivité (gauche et droite) $*$ de $\K \equivalence a(\alpha * \beta) = (\alpha * \beta)a = \alpha(\beta a)$}
\end{itemize} \end{itemize}
@ -349,7 +604,7 @@ $$\forall v \in E, \exists \lambda \in \K^n, \sum\limits_{i=1}^n \lambda_i e_i =
\begin{theorem_sq} \label{theorem:vector_space_rank} \begin{theorem_sq} \label{theorem:vector_space_rank}
Soit $E$ et $G$ $K$-e.v \ref{definition:sub_vector_space} et $\function{\phi}{E}{F}$. Soit $E$ et $G$ $K$-e.v \ref{definition:sub_vector_space} et $\function{\phi}{E}{F}$.
$\dim E = \dim \ker(\phi) + \dim im(\phi) = \dim \ker(\phi) = rg(\phi)$ $\dim E = \dim \ker(\phi) + \dim im(\phi) = \dim \ker(\phi) = \rank{\phi}$
\end{theorem_sq} \end{theorem_sq}
\langsubsection{Sous-espaces vectoriels}{Sub vector spaces} \label{definition:sub_vector_space} \langsubsection{Sous-espaces vectoriels}{Sub vector spaces} \label{definition:sub_vector_space}
@ -359,7 +614,7 @@ Soit $E$ un $\K$-espace vectoriel \ref{definition:vector_space}, $F$ est un sous
\begin{itemize} \begin{itemize}
\item{$F \ne \emptyset$} \item{$F \ne \emptyset$}
\item{$0_E \in F$} \item{$\Identity_E \in F$}
\item{$\forall(\alpha, \beta) \in \K^2, \forall(x, y)\in F^2, \alpha x + \beta y \in F$} \item{$\forall(\alpha, \beta) \in \K^2, \forall(x, y)\in F^2, \alpha x + \beta y \in F$}
\end{itemize} \end{itemize}