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Sommes et produits vectoriels

Posté par
Lloyds
09-10-12 à 09:31

Bonjour,

Soit les 2 vecteurs



\begin{pmatrix}
 \\ 1  \\
 \\ 2  \\
 \\ -1 
 \\ \end{matrix}

Et
\begin{pmatrix}
 \\ 1  \\
 \\ -1  \\
 \\ 0 
 \\ \end{matrix}

1.Montrer que l'ensemble C des combinaisons linéaires de ces deux vecteurs est stable pour la somme vectorielle et l'homothétie. En déduire que C est un espace vectoriel
2. Même question avec 2 vecteurs quelconques de R^3

Je ne sais pas par ou commencer.. même si je connais les propriétés

Merci !

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 09-10-12 à 09:34

Bonjour

soient u et v ces deux vecteurs

au+bv une combinaison linéaire

a'u+b'v une autre

et tu dois faire la somme...

est ce que c'est encore une combinaison linéaire de u et v ?

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 09-10-12 à 12:37

Ca fait u(a+a') +v(b+b') donc c'est toujours une combinaison linéaire.
Mais dans notre exemple si u et v sont les vecteurs au dessus, a quoi correspond a, a' et b, b' ? Des coefficients que je dois trouver ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 09-10-12 à 12:39

a, a' b et b' sont des coefficients réels quelconques, qui te permettent d'écrire une combinaison linéaire quelconque...

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 09-10-12 à 17:38

Mais la je dois montrer que l'ensemble C est stable pour la somme et l'homothétie. C étant l'ensemble des CL de ces 2 vecteurs...
Comment suis-je censé trouver ces CL ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 09-10-12 à 17:41

C={au+bv, a dans R et B dans R}

pour montrer que C est stable pour la somme
tu prends 2 éléments de C et tu montres que la somme est encore dans C

un 1er élément de C s'écrit par ex a1u+b1v
etc...

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 09-10-12 à 21:44

Ok,
Si on prend la somme de a1u+b1v et a2u+b2v

On tombe sur u(a1+a2) + v(b1+b2)
cette somme est encore dans C ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 08:10

oui, bien sûr

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 19:53

Du coup la j'ai répondu à la question ? Je suis un peu perdu ^^

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 19:57

Mais une CL c'est pas de la forme xA+yB = 0 ?
En fait pour répondre ç la question je dois trouver ces a et b ? Mais comment ? Enfin pour vérifier quoi en fait ?

D'ailleurs C c'est l'ensemble des CL mais il y'en as combien ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 20:01

soit ai et bi dans R

soit a1u+b1v et a2u+b2v deux éléments de C

(a1u+b1v )+ (a2u+b2v) = (a1+a2)u+(b1+b2)v

or (a1+a2)R et
(b1+b2)R

donc (a1+a2)u+(b1+b2)v est élément de C

donc
C est stable pour l'addition

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 20:02

nos message se sont croisés....lis, et dis moi si ça va....

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 20:47

Ah si je comprends bien on est pas censé des chiffres pour les CL ? On va juste faire ca avec des paramètres ?

Sinon pourquoi est-ce que tu précises que (a1+a2)R et
(b1+b2) appartiennent à R ?

Et enfin je maintiens ma 1ere question : une CL n'est pas censée etre de la forme xA+yB = 0 or tu l'ecris xA+yB

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 20:55

On est pas censé trouver des chiffres*
C'est embêtant de pas pouvoir éditer...

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 21:02

Citation :
Ah si je comprends bien on est pas censé des chiffres pour les CL ? On va juste faire ca avec des paramètres ?


oui, c'est ça

Citation :
Sinon pourquoi est-ce que tu précises que (a1+a2)R et
(b1+b2) appartiennent à R ?


parce que C est l'ensemble des aiu+biv avec ai et bi dans R

Citation :
une CL n'est pas censée etre de la forme xA+yB = 0

non, il n'y a pas que le vecteur nul...le vecteur nul est dans tout espace vectoriel..mais il y en a beaucoup d'autres!!!....

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 10-10-12 à 21:17

Ok mais tu ecris que la CL est a1u+ b1v mais cette somme est égale à quoi ? C'est pas une CL s'il n'y a pas d'egalité si ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 11-10-12 à 08:32

a1u+ b1v est l'écriture d'une combinaison linéaire des vecteurs u et v

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 11-10-12 à 10:44

Mais il doit pas forcément y avoir une égalité pour que ce soit une CL ?
Une CL c'est bien une manière de comparer un élément par rapport à l'autre non ? Dire par exemple que a =1/2b s'il n'y a pas une égalité c'est impossible de dire ca non ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 11-10-12 à 13:17

Citation :

Mais il doit pas forcément y avoir une égalité pour que ce soit une CL ?


non....

tu confonds avec le fait de dire que w est combinaison linéaire de u et v ssi il existe a et b réels tq w = au+bv

mais les combinaisons linéaires de u et v sont ce que je t'ai écrit

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 11-10-12 à 21:53

Attends il faut qu'on se comprenne... ^^
C'est quoi pour toi la définition d'une CL ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 08:07

déjà dit le 9/10 à 17h41

je t'ai écrit C mathématiquement....

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 11:29

Ok !
Maintenant si on revient à l'exercice, on a démontré que C est stable pour la somme en montrant que u(a1+a2) + v(b1+b2) appartient à C.

Maintenant on fait la même chose avec le produit de C par un réel ?

Soit C = au+bv
\lambda C = \lambda au + \lambda av

Donc C stable pour l'homothétie ? Qu'est-ce qui nois permet de conclure ca en fait ? Est-ce le fait qu'on est toujours en présence d'une CL ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 14:44

l'idée est là...

soit au+bv un élément de C

soit k réel

k(au+bv)=(ka)u + (kb)v avec ka dans R et kb dans R

donc

k(au+bv)=(ka)u + (kb)v est bien un élément de C
donc C est stable par le produit par un scalaire

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 15:54

A quel moment C n'aurait pas été stable pour l'homothétie ? (on suppose... juste pour que je comprenne mieux pourquoi il est effectivement stable)

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 15:54

A quelle condition plutot*

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 16:37

il aurait fallu qu'il soit impossible d'écrire le résultat en fct de u et de v

un dit que u et v engendrent C
càd que grâce à eux deux seulement, on peut réussir à écrire n'importe quel vecteur de C

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 17:58

Oui les systèmes générateurs... j'ai pas encore trop bien compris cette notion, c'est hyper important parce qu'on l'utilise pour tout le reste (bases, dimension etc)

On a répondu à la question 1 la ? Pour déduire que c'est un ev il suffit de dire qu'il est stable pour la somme et le produit non ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 18:04

il reste à dire que C n'est pas vide
ainsi ce sera un sous espace vectorile de R3, donc un espace vectoriel

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 19:03

Dire que C n'est pas vide ? C'est a dire qu'il admet le vecteur nul ?

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 19:05

Je comprends pas bien ta phrase : "càd que grâce à eux deux seulement, on peut réussir à écrire n'importe quel vecteur de C"
Je pensais qu'un ensemble G engendrait un autre système E si tout élément X de E pouvait s'ecrire sous la forme d'une CL des vecteurs de G ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 19:12

eh bien ces deux vecteurs u et v engendrent C

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 12-10-12 à 21:01

C'est la partie "on peut réussir à écrire n'importe quel vecteur de C" que je ne comprends pas

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 13-10-12 à 09:01

En fait dans notre cas, qu'est-ce que ca veut dire que tout élément X de C peut s'ecrire sous la forme d'une CL des vecteurs de u et v ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 13-10-12 à 09:04

mais ici, c'est la définition même de l'ensemble C

Citation :
soit l'ensemble C des combinaisons linéaires de ces deux vecteurs


ce qui s'écrit mathématiquement comme j'ai déjà dit

Citation :

C={au+bv, a dans R et B dans R}

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 13-10-12 à 10:57

Ok,
donc comment prouver que C est non vide ? (non vide ca veut bien dire qu'il admet le vecteur nul ?)

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 13-10-12 à 11:00

non vide veut dire qu'il contient quelque chose...u par exemple car 1u+0v est élément de C

alors c'est vrai que normalement, on teste tout de suite le vecteur nul pour les sous espaces vectoriels, car si le vecteur nul n'est pas dans l'ensemble, alors cet ensemble ne peut pas avoir une structure d'ev

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 13-10-12 à 12:08

Bah dans ce cas on a déja montré qu'il était non vide puisqu'on a et b  comme coefficients non?
J'arrive pas du tout à comprendre... jusque la on a même pas utilisé les vecteurs de l'enoncé on a fait quoi en fait ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 13-10-12 à 12:24

Citation :
jusque la on a même pas utilisé les vecteurs de l'enoncé on a fait quoi en fait ?


eh! je t'ai dit au départ que je les appelais u et v pour que ce soit plus commode à écrire...


mais il y a un sacré sous entendu là dessous, c'est que pour engendrer, tes deux vecteurs doivent être indépendants...et c'est là que tu te retrouves à devoir montrer que le vecteur nul existe bien dans C comme combinaison linéaire de u et v, ce que tu n'as pas fait pour le moment....

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 13-10-12 à 23:04

Et je fais comment pour montrer que le vecteur nul existe dans C ?
0u +0v = 0C ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 11:31

effectivement 0u+0v=vecteur nul

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 11:46

C'est tout ? Aussi simple que ca ?
Du coup on conclu en disant que C est stable pour la somme et l'homothétie et qu'il admet le vecteur nul donc qu'il est un sous espace vectoriel de R^3 ? Donc un espace vectoriel.

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 11:50

tu dis d'abord qu'il est non vide car contient le vecteur nul

puis la stabilité (car ça sert à rien d'étudier la stabilité sur un ensemble qui serait vide !...)

Citation :
stable pour l'homothétie


vous dites ça comme ça, vous ?....

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 12:02

Oui pourquoi vous dites comment ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 12:05

je dis stable par multiplication par un scalaire

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 12:56

Ca revient au même
Sinon on a répondu à la 1ere question la ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 13:43

Citation :
Sinon on a répondu à la 1ere question la ?


ben, j'espère bien!....

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 13:53

Ok merci ! =)
Pour la 2e question c'est une sorte de généralisation ?

Par exemple on prend les vecteurs
t = \begin{pmatrix} \\ x_1  \\ \\ x_2  \\ \\ x_3 \\ \end{matrix}
z = \begin{pmatrix} \\ y_1  \\ \\ y_2  \\ \\ y_3 \\ \end{matrix}
Et on montre la même chose avec a, a', b et b' ?

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 15:51

oui, et comme à aucun moment, dans la question 1, on s'est nous servis des valeurs données à u et v...c'est que c'est généralisable....

Posté par
Lloyds
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 18:07

Ok je pense avoir pigé !
Merci pour la patience ! ^^

Posté par
malou Webmaster
re : Sommes et produits vectoriels 14-10-12 à 18:12

Citation :
Ok je pense avoir pigé !


c'est l'essentiel !

Citation :
Merci pour la patience !


de rien !..

^^Bravo pour ta ténacité !...



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