mathématiques approfondies (ECG 2e année) · Chapitre 4 · Application directe du cours
Une famille orthogonale est une base
Produit scalaire et espaces euclidiens · Orthogonalité et bases · niveau 1 (application)
Énoncé
Dans canonique, soient , et . Montrer que la famille est orthogonale, puis qu'elle est une base de .
Corrigé
Les trois produits scalaires croisés. Les trois valent : la famille est orthogonale.
Aucun vecteur n'est nul. Les trois normes sont non nulles.
La liberté. Le théorème du cours s'applique : toute famille orthogonale ne contenant pas le vecteur nul est libre. On peut d'ailleurs refaire l'argument : si , en prenant le produit scalaire avec , tous les termes croisés disparaissent et il reste , donc .
La conclusion. est une famille libre de trois vecteurs dans , qui est de dimension : c'est une base de , et même une base orthogonale.
Pour la rendre orthonormée. Il suffit de normer chaque vecteur :