Dans ce cours, et sont des -espaces vectoriels et est un entier strictement positif.
Définition
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Une application , à valeurs dans , est dite -linéaire sur lorsque :
- est fonction de vecteurs de , c'est-à-dire
- est linéaire par rapport à chacune de ses variables, c'est-à-dire : .
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Une application est bilinéaire si :
- ;
- .
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- On définit de même, plus généralement, la notion d'application n-linéaire sur un produit de n espaces vectoriels non nécessairement égaux à un même espace E.
- L'espace vectoriel des applications n-linéaires de dans F est canoniquement isomorphe à .
Application symétrique
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Une application multilinéaire est dite symétrique si, lorsqu'on échange deux vecteurs en paramètre de , le résultat est inchangé, c'est-à-dire si
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Toute permutation est une composée de transpositions.
Application antisymétrique
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Une application multilinéaire est dite antisymétrique si, lorsqu'on échange deux vecteurs en paramètre de , le résultat est transformé en son opposé, c'est-à-dire si
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Une application multilinéaire antisymétrique vérifie :
où désigne la signature de la permutation .
Si est une composée de de transpositions, .
Application alternée
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Une application multilinéaire est dite alternée si, appliquée à un -uplet où deux vecteurs sont égaux, elle s'annule, c'est-à-dire si
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Une application multilinéaire alternée est antisymétrique. Une application multilinéaire antisymétrique est alternée si la caractéristique du corps de base est différente de .
On peut se contenter de travailler avec deux variables, en fixant toutes les autres. On fait donc la preuve dans le cas d'une application bilinéaire .
- Si est alternée alors
- ,
- donc est antisymétrique.
- Si est antisymétrique alors
- donc .
- Si la caractéristique de est différente de (ce qui est le cas pour les corps classiques et , de caractéristique nulle), on en déduit que , donc est alternée.