Adloun

Compléter une famille en une base

Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 7 — Algèbre linéaire en dimension finie · Dimension et bases

Énoncé

Dans , soient et . Montrer que est libre, puis la compléter en une base de à l'aide d'un vecteur de la base canonique.

Corrigé

Ce qu'on montre. La liberté, puis l'emploi du théorème de la base incomplète — en vérifiant que le vecteur ajouté conserve la liberté.

La famille est libre. Soit , c'est-à-dire . La première coordonnée donne , la troisième donne . La famille est libre.

La complétion. Le théorème de la base incomplète assure qu'on peut compléter cette famille libre en une base de avec des vecteurs pris dans une famille génératrice, par exemple la base canonique . Essayons et vérifions la liberté de . Soit La première coordonnée donne , la deuxième donne alors , et la troisième .

Conclusion. est une famille libre de vecteurs dans , espace de dimension : c'est une base, d'après la caractérisation du cours.

Remarque. conviendrait aussi ; en revanche il faut vérifier à chaque fois, car un vecteur appartenant à ne compléterait rien.

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