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mathématiques appliquées (ECG 2e année) · Chapitre 1 · Exercice

Le rang d’une famille de polynômes

Espaces vectoriels réels de dimension finie · Rang d’une famille · niveau 3 (difficile)

Énoncé

Dans , déterminer le rang de la famille , , , , puis en extraire une base du sous-espace engendré.

Corrigé

Le principe. Le rang d'une famille de polynômes est celui de leurs colonnes de coordonnées dans une base fixée — ici la base canonique .

Coordonnées. , , , . On les range en lignes et l'on échelonne :

Trois lignes non nulles : le rang vaut .

Une base extraite. La ligne annulée est celle de ; les pivots proviennent de , et . La famille est donc libre et engendre le même sous-espace : c'en est une base.

La relation, en clair. , ce qu'on vérifie sans échelonner : . C'est bien .

Le point à retenir. Un rang ne se calcule jamais « sur les polynômes » : on le calcule sur leurs coordonnées, et l'on remonte. Le résultat ne dépend pas de la base choisie, puisque le sous-espace engendré, lui, n'en dépend pas.

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