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Niveau Maths sup
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DM:famille libre

Posté par alexghess (invité) 20-04-06 à 15:15

Bonjour j'aurai besoin d'un peu d'aide pour faire mon devoir.
Voici le sujet:
Soit E un espace vectoriel sur un sous-corps K de ,de dimension finie n,et p est un entier naturel inferieur ou egal a n.Soient 1...p[/sub] p formes lineaires sur E.Soit E* l'espace des formes lineaires sur E

Preliminaires
Soit H un hyperplan de E,et F un sous-espace quelconque de E.En considerant le sous-espace H+F,demontrer que dim(HF)dim F-1.
En deduire que,si H[sub]1
...Hp sont p hyperplans de E,alors dim(Hi)n-p avec i[1,p]

I  (1)1...p[/sub] sont lineairement independantes.
   (2)Il existe p vecteurs x[sub]1
...xp de E verifiant,pour tout(i,j):i(xi) vaut 1 si i=j,o sinon.

1-Montrer que (2)(1)

On suppose desormais la famille(1...p[/sub]) libre
2-Montrer qu'on peut choisir n-p formes lineaires [sub]p+1
...n telles que (1...p[/sub],[sub]p+1...n) soit une base de E*.
3-Pour tout j de {1...n},on note Hj l'hyperplan Ker[sub]j[/sub].Soit i dans {1...n}: on pose L= Hj avec j[1,i[]i,n].
Montrer que L n'est pas reduit au vecteur nul.
Soit a un vecteur non nul de L;montrer qu'il existe une forme lineaire telle que (a)0.
4-Avec les memes notations qu'a la question precedente,on suppose que LHi : montrer que cela contredit l'hypothese (1...p[/sub])  generatrice,et donc que L n'est pas inclus dans H[sub]i.
En deduire l'existence d'un vecteur xi tel que i(xi)=1 et,pour tout j distinct de i ,j(xi)=0.

Posté par
kaiser Moderateur
re : DM:famille libre 20-04-06 à 15:22

Bonjour alexghess

Pour les préliminaires, utilise l'indication. Plus précisément, que vaut \Large{\dim(E+F)}.
Ensuite, procède par récurrence sur p.

Kaiser

Posté par
Matouille2b
re : DM:famille libre 20-04-06 à 15:27

Salut alexghess ...

Un petit coup de main ...

Préliminaire ...

dim(FH)=dimF + dimH - dim(F+H)

Or dimH = n-1 et dim(F+H)<=n (sev de E)
Donc dim(FH) >= dimF - 1

Posté par
Matouille2b
re : DM:famille libre 20-04-06 à 15:49

1. Soit (a1,a2,...,ap) K^p tq :
a11 + ... + a1p = O

Donc pour tout x de E on a :
a11(x) + ... + a1p(x) = O

En particulier pour x=xi on obtient :ai = 0

Donc {1,...,p} est libre ...

Posté par
Matouille2b
re : DM:famille libre 20-04-06 à 15:51

2. Il s'agit du théorème de la base imcompléte : toute famille libre d'un ev (E* ici) peut etre complétée en une base de E* ...

Posté par
Matouille2b
re : DM:famille libre 20-04-06 à 18:36

3. D'apres la question préliminaire, puisque L est l'intersection de n-1 hyperplans on a dimL>=n-(n-1)=1
Donc L n'est pas réduit au vecteur nul

On pose = k
Alors (a) = i(a)

Par l'absurde si i(a) = 0 alors k(a) = 0 donc la famille {1,...,n} n'est pas libre (contradiction)

Donc (a)0

4.
Si L Hi alors a Hi donc i(a) = 0
Donc (a)=0 (contradiction)
Donc L n'est pas inclu dans Hi

On pose xi = 1/(a) a
a L donc xiL  (sev)
Donc pour tout j distinct de i j(xi) = O

Et i(xi)= 1/(a)  i(a) = 1

Conclusion : (1) => (2) (cqfd)


Voila sauf erreur, si tu as des questions...

Matouille2b




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