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1 Cours de M.RUMIN réécrit par J.KULCSAR
Chapitre IV
vectoriel Objectif : Nous allons voir comment fabriquer des systèmes de coordonnées pour les vecteursDans ce chapitre ܧ
I Familles libres, génératrices, bases
1. Définitions
Définition de famille libre, liée, indépendance linéaire- Une famille (une collection) ࣠ൌሺݒଵሬሬሬሬԦǡݒଶሬሬሬሬԦǡǥǡݒሬሬሬሬԦሻ ॶ-ev ܧ
existe des nombres ߣଵǡߣଶǡǥǡߣאOn dit aussi que les vecteurs ݒଵሬሬሬሬԦǡݒଶሬሬሬሬԦǡǥǡݒሬሬሬሬԦ sont linéairement dépendants.
- Dans le cas contraire, on dit que la famille est libre.࣠ൌሺݒଵሬሬሬሬԦǡݒଶሬሬሬሬԦǡǥǡݒሬሬሬሬԦሻ est libre signifie que si ߣଵǡߣଶǡǥǡߣא
ߣଵݒଵሬሬሬሬԦߣଶݒଶሬሬሬሬԦڮߣݒሬሬሬሬԦൌͲሬԦ, alors on a forcément ߣଵൌߣଶൌڮൌߣ
Définition de famille génératrice
࣠ de ܧ est génératrice de ܧ si ܧൌܸ݁ܿݐሺ࣠), i.e. tout vecteur ݑሬԦ de ܧ
Définition de base
Une famille ࣠ de ܧ est une base de ܧ si et seulement si ࣠ est libre et génératrice de ܧ
2. Bases et coordonnées
Proposition : La famille ܤൌሺݒଵሬሬሬሬԦǡݒଶሬሬሬሬԦǡǥǡݒሬሬሬሬԦሻ est une base de ܧ
ݒԦ de ܧ ݒపሬሬሬԦܤא Les nombres ߣଵǡߣଶǡǥǡߣאDémonstration :
(֚) : ܤ est génératrice par hypothèse. ܤSoient ߣאॶ tels que ߣଵݒଵሬሬሬሬԦߣଶݒଶሬሬሬሬԦڮߣ
2 Cours de M.RUMIN réécrit par J.KULCSAR
On a aussi ͲሬԦൌͲൈݒଵሬሬሬሬԦͲൈݒଶሬሬሬሬԦڮ
Par unicité de la décomposition de ͲሬԦ, on a ߣଵൌߣଶൌڮൌߣ
ܤ est donc libre, et génératrice de ܧܧ (֜) : Par hypothèse, ܤ est une base de ܧൌ génératrice de ܧSoit ݒԦܧא
ܤ génératrice ֜ݒԦൌߣଵݒଵሬሬሬሬԦߣଶݒଶሬሬሬሬԦڮߣ
Si on a aussi ݒԦൌߣԢଵݒଵሬሬሬሬԦߣԢଶݒଶሬሬሬሬԦڮߣ
Comme ܤ est libre, on a ሺߣଵെߣᇱଵሻൌͲߣ֞ଵൌߣ
ݒԦ comme combinaison linéaire des vecteurs de ܤEn résumé : ܤ ܤ
3. Exemples
- La base canonique de ॶሺԹǡԧǥሻSoient ݁ଵሬሬሬԦൌሺͳǡͲǡͲǡǥǡͲሻǡ݁ଶሬሬሬԦൌሺͲǡͳǡͲǡǥǡͲሻǡǥǡ݁ሬሬሬሬԦൌሺͲǡͲǡͲǡǥǡͳሻ des vecteurs de ॶ.
Démonstration : ݒԦൌሺݔଵǡݔଶǡǥǡݔሻאOn a vu que ݒԦൌݔଵ݁ଵሬሬሬԦݔଶ݁ଶሬሬሬԦڮݔ݁ሬሬሬሬԦ ܤ֜
De plus, ݒԦൌݔԢଵ݁ଵሬሬሬԦݔԢଶ݁ଶሬሬሬԦڮݔԢ݁ሬሬሬሬԦ֞
Finalement, ܤ est génératrice de ॶ et est libre. ܤDéfinition : La base ܤ
composantes ݔ de ݒԦ. Attention, cela ne se produit que dans cette base particulière.
-Famille libre de ԹǤ Toute famille libre ࣠ de Թ est une base de ܤൌܸ݁ܿPar exemple, deux vecteurs non colinéaires de Թ forment une base du plan engendré par ces
deux vecteurs.