Remarque d'abord que Ker f est inclus dans Ker f² et que Im f² est inclus dans Im f.
Montrons d'abord que si Im f et Ker f sont supplémentaires alors on a l'égalité sur les noyaux et les images.
Pour les noyaux : Il suffit de prouver que Ker f² est inclus dans Ker f. Soit u dans Ker f² donc
f²(u)=0 donc f(f(u))=0
clairement cela implique que f(u) est dans Kerf et Imf, or ces espaces sont supplémentaires donc f(u)=0 donc u est dans Ker f.
Pour les images : Il suffit de prouver que Im f est inclus dans Im f². Soit u dans Imf, donc u=f(v). Kerf et Im f sont supplémentaires donc
v=v_1+v_2 avec v_1 dans Kerf et v_2 dans Imf
En particulier comme v_1 est dans Kerf
u=f(v)=f(v_1+v_2)=f(v_2)
et comme v_2 est dans Imf forcément u=f(v_2) est dans Imf².
Pour les réciproques, il faut exploiter à fond
u=u-f(v)+f(v)
Si tu rames redemande, je repasserai!
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