Adloun

Trois droites en somme directe, et le piège du « deux à deux »

Exercice de TD · niveau 1 (application) · mathématiques (PT), chapitre 1 — Compléments d'Algèbre Linéaire et Déterminants · Niveau ★ — application directe du cours

Énoncé

Dans , on pose

Corrigé

Stratégie. En dimension finie, on compte les dimensions avant tout : la question~1 se règle par un unique déterminant, et la question~2 exhibe la relation qui manque au critère « deux à deux ».

1. Posons , , . La famille est la concaténation d'une base de chaque , et La famille est donc une base de , c'est-à-dire une base adaptée à la décomposition. Le théorème de caractérisation en dimension finie (implication ) donne .

2. Deux droites vectorielles distinctes ont pour intersection , et il suffit donc de vérifier la non-colinéarité deux à deux. En ne regardant que les deux premières coordonnées : tous non nuls : les trois droites sont deux à deux d'intersection .

Pourtant , c'est-à-dire soit une décomposition du vecteur nul dont aucun terme n'est nul : la somme n'est pas directe. Le décompte le confirme : est un plan, donc inégalité stricte dans le théorème d'inégalité des dimensions — ce qui, d'après ce même théorème, équivaut à la non-directitude.

Ce qu'il faut retenir. Pour sous-espaces, la condition est nécessaire mais pas suffisante : c'est le décompte des dimensions qui tranche.

Les autres exercices de ce chapitre Le cours du chapitre

Un blocage sur cet exercice ? Le tuteur d'Adloun guide par questions, sans donner la réponse.