Une base orthonormée d'un plan et de sa normale
Exercice · niveau 3 (difficile) · mathématiques approfondies (ECG 2e année), chapitre 4 — Produit scalaire et espaces euclidiens · Orthogonal d'un sous-espace
Énoncé
Dans muni du produit scalaire canonique, soit . Donner une base orthonormée de , puis une base orthonormée de , et vérifier la formule des dimensions.
Corrigé
Une base de . L'équation donne , donc est engendré par et , deux vecteurs non proportionnels qui vérifient bien l'équation : .
Premier vecteur. , donc est unitaire.
Redressement du second. : on retire à sa part selon , et . Comme , on pose , de norme : est une base orthonormée de .
L'orthogonal. Un vecteur est dans s'il est orthogonal aux deux générateurs : et , donc . Ainsi , dont est une base orthonormée. Les dimensions se recoupent : .
Le point à retenir. Le vecteur qui définit le plan par son équation — ici , dont les coefficients sont ceux de — engendre exactement son orthogonal. On peut donc lire sur l'équation, sans résoudre le moindre système.
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