mathématiques appliquées (ECG 1re année) · Chapitre 7 · Exercice
Deux familles de trois vecteurs
L'espace des n-uplets réels, sous-espaces vectoriels et applications linéaires · Familles libres, bases et dimension · niveau 2
Énoncé
Les familles et sont-elles des bases de ?
Corrigé
La première famille. Cherchons les tels que , soit
Les deux premières donnent et . Reportées dans la troisième : , vraie pour tout . Le système a donc d'autres solutions que la solution nulle, par exemple , , , et l'on vérifie
La famille est liée, donc ce n'est pas une base : elle n'engendre qu'un plan.
La seconde famille. Le système devient
Toujours et ; la troisième équation donne cette fois , donc , puis et . La famille est libre.
Conclusion. Elle compte trois vecteurs et : d'après le théorème sur les cardinaux, une famille libre de vecteurs dans un espace de dimension est une base. La seconde famille est donc une base de — et il était inutile de vérifier qu'elle est génératrice.
Le point à retenir. Deux familles qui ne diffèrent que par un signe : la liberté ne se devine pas, elle se calcule. Et quand on connaît déjà la dimension, une seule des deux propriétés suffit.
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