mathématiques approfondies (ECG 1re année) · Chapitre 7 · Exercice
Une base, par le cardinal
Algèbre linéaire en dimension finie · Dimension, sous-espaces et supplémentaires · niveau 1 (application)
Énoncé
La famille est-elle une base de ? (Utiliser la caractérisation par le cardinal.)
Corrigé
est de dimension , et la famille compte exactement vecteurs. Le théorème du cours s'applique : dans un espace de dimension , une famille de vecteurs est une base dès qu'elle est libre ou génératrice. Il suffit donc de vérifier une des deux propriétés — et la liberté est presque toujours la plus rapide.
Liberté. Si , en regroupant : . Un polynôme est nul si et seulement si tous ses coefficients le sont, d'où , , , donc .
Conclusion : la famille est libre, de cardinal : c'est une base.
Le gain. Sans ce théorème, il faudrait en plus montrer que tout polynôme de degré s'écrit dans la famille — un système à résoudre. Le comptage des dimensions dispense de la moitié du travail.
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