Exemple 5 : le R-espace vectoriel des fonctions polynômes réelles

DéfinitionDéfinition de l'ensemble

Une fonction polynôme sur \(\mathbb R\) est une fonction \(f\) de \(\mathbb R\) dans \(\mathbb R\) telle qu'il existe un entier \(k\), et éléments \(a_0, a_1, ... , a_k\) de \(\mathbb R\) tels que :

\(\forall x \in \mathbb R, f(x) := a_0 + a_1 x + ... + a_k x^k\)

On note \(P\) l'ensemble des fonctions polynômes sur \(\mathbb R\).

DéfinitionDéfinition des lois

La définition de la loi interne et de la loi externe est la même que dans l'exemple 3\((F(\mathbb R,\mathbb R))\).

ComplémentElément neutre de la loi interne

C'est la fonction nulle, définie dans l'exemple 3\((F(\mathbb R,\mathbb R))\), qui est la fonction polynôme pour laquelle tous les coefficients \(a_i\) sont nuls.

ComplémentSymétrique d'un élément f de P

C'est l'application \(-f\) définie dans l'exemple 3\((F(\mathbb R,\mathbb R))\).

Si \(f\) est définie par les coefficients \(a_i\) :

\(\forall x \in \mathbb R, f(x) := a_0 + a_1x + ... + a_k x^k\)

\(-f\) est la fonction polynôme définie par les coefficients \(-a_i\) :

\(\forall x \in \mathbb R, (-f)(x) := -a_0  -a_1x - ... - a_k x^k\)

RemarqueRemarque importante : attention

Soit \(E_2\) l'ensemble des applications de \(\mathbb R\) dans \(\mathbb R\) de la forme : \(x \mapsto a_0 + a_1x + a_2x^2\) avec \(a_2\) non nul.

La somme, au sens de l'exemple 3\((F(\mathbb R,\mathbb R))\), de deux éléments de \(E_2\) peut ne pas être un élément de \(E_2\).

Par exemple soit \(f\) et \(g\) deux éléments de \(E_2\) définis respectivement par :

\(f : x \mapsto 2 + x + 3 x^2\)

\(g : x \mapsto 1 + 2x - 3 x^2\)

Alors, la fonction \(f+g\) est la fonction \(x \mapsto 3 + 3x\) qui n'appartient pas à \(E_2\) (le coefficient de \(x_2\) est nul). On ne peut donc pas définir sur l'ensemble \(E_2\) une structure d'espace vectoriel avec les lois de l'exemple 3\((F(\mathbb R,\mathbb R))\).