Ce que tu dis n´a pas de sens. Si X est dans F alors u(X) est un vecteur de E et non un espace vectoriel !! !
Sinon voici comment prouver que F est stable :
u(F) est inclus dans F si l´image par u de chacun des générateurs de F est dans F. Or F est engendré par x, u(x),...,u^{p}(x) et on a :
u(x) dans F, u(u(x)) dans F,...,u(u^{p-1}(x)) dans F.
Il reste danc a vérifier que u(u^{p}(x))=u^{p+1}(x) est dans F mais par définition de p, la famille
{ x,u(x),..,u^{p+1}(x) } est liée donc il existe
a_{0},..,a_{p} des scalaires tels que :
u^{p+1}(x)=a_{0}x + a_{2}u(x) + ... + a_{p}u^{p}(x)
donc u^{p+1} est dans F.