Adloun

Une base, par le cardinal

Exercice · niveau 1 (application) · mathématiques approfondies (ECG 1re année), chapitre 7 — Algèbre linéaire en dimension finie · Dimension, sous-espaces et supplémentaires

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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