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Est-ce un produit scalaire ?

Exercice de TD · niveau 1 (application) · mathématiques (PT), chapitre 3 — Espaces Préhilbertiens Réels et Espaces Euclidiens · Niveau ★ — application directe du cours

Énoncé

Sur , on pose . Montrer que c'est un produit scalaire, puis calculer , et l'angle entre et .

Corrigé

Les trois premiers axiomes ne coûtent rien : l'application est bilinéaire (chaque est linéaire, et le produit de deux formes linéaires est bilinéaire), symétrique (le produit des réels l'est), et positive puisque .

Tout se joue sur le caractère défini, comme annoncé au cours. Si , alors : a trois racines distinctes alors que , donc . C'est bien un produit scalaire.

L'axiome tombe si l'on change d'espace : sur , la même formule donne pour un polynôme non nul — la borne points pour du cours n'est pas décorative.

Calculs. Les valeurs de en sont ; celles de sont : D'où et Contrôle chiffré : Cauchy-Schwarz impose , soit ✓{} — l'inégalité est presque saturée, ce que confirme l'angle : , les deux polynômes sont presque colinéaires pour ce produit scalaire.

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