Libre ou liée ?
Exercice supplémentaire · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 7 — Algèbre linéaire en dimension finie · Dimension et bases
Énoncé
Dire si les familles suivantes de sont libres, en le justifiant : , puis .
Corrigé
Ce qu'on montre. Qu'une famille est libre lorsque la seule combinaison linéaire nulle est celle aux coefficients tous nuls — et qu'une proportionnalité visible suffit à conclure dans l'autre sens.
Première famille : liée. On observe que La combinaison est donc nulle avec des coefficients qui ne le sont pas. La famille est liée.
Seconde famille : libre. Soient tels que . Coordonnée par coordonnée : Des deux premières, et . En reportant dans la troisième : , donc , puis et . La famille est libre.
Une conséquence. Cette seconde famille compte vecteurs dans un espace de dimension ; étant libre, c'est une base de , d'après la caractérisation du cours.
Point délicat. Pour une famille de deux vecteurs seulement, « liée » équivaut à « proportionnels » — mais dès trois vecteurs cette lecture ne suffit plus : ici les trois vecteurs sont deux à deux non proportionnels, et la famille aurait pu être liée malgré cela.
Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre
Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.