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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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