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mathématiques (PC) · Chapitre 1 · Application directe du cours

Lagrange et Vandermonde, deux lectures d'un même changement de base

Compléments d'Algèbre Linéaire et Déterminants · Niveau ★★ — raisonnement intermédiaire · niveau 2

Énoncé

Dans , on prend les points , , .

  • Écrire les polynômes , puis l'unique tel que , et .
  • Écrire la matrice de passage de la base de Lagrange à la base canonique et reconnaître la matrice de Vandermonde. Calculer son déterminant de deux façons.
  • En déduire les décompositions de , et dans la base de Lagrange.

Corrigé

1. Par définition, Le théorème donne les coordonnées sans aucun système : Contrôle : ✓, ✓, ✓.

2. La matrice de passage demandée a pour colonnes les coordonnées de , , dans la base de Lagrange, c'est-à-dire, d'après le théorème, leurs valeurs aux trois points : donc cette matrice est le changement de base entre base canonique et base de Lagrange est exactement la matrice de Vandermonde. Son déterminant vaut, par la formule du cours, et par développement suivant la deuxième ligne : ✓. Étant non nul, est inversible : c'est la raison pour laquelle est une base — les deux énoncés du cours n'en font qu'un.

3. Les colonnes de se lisent directement : Contrôles : ✓, et ✓. La première égalité est la proposition « » du cours.

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