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Exercice espaces vectoriels

Posté par
LorieGinal
19-04-19 à 15:25

Bonjour à tous,
Voici un exercice sur lequel je bloque. Pourriez-vous m'aider à avancer et vérifier les réponses que j'ai déjà trouvées ?

Soit F la partie de R^{4} définie par F= \left\{(x,y,z) \epsilon R^4 \mid x+y=0 et x+z=0 \right\}.

1./ Donner une base de F.
2./ Compléter la base trouvée en une base de R^{4}.
3./ On pose u_{1}=(1,1,1,1), u_{2}=(1,2,3,4) et u_{3}=(-1,0,-1,0). La famille (u_{1},u_{2}, u_{3}) est-elle libre ?
4./ On pose G = Vect(u_{1}, u_{2}, u_{3}). Quelle est la dimension de G ?
5./ Donner une base de F\bigcap{G}.
6./ En déduire que F+G=R^{4}.
7./ Est ce qu'un vecteur de R^{4}  s'écrit de façon unique comme somme d'un vecteur de F et d'un vecteur de G ?

Ce que j'ai fait :
1./ J'ai trouvé que ((-1,1,1,0),(0,0,0,1)) est une base de F.
2./ Je pense qu'il faut utiliser le théorème de la base incomplète mais je n'ai pas vraiment compris ce théorème donc je ne sais pas l'utiliser.
3./ J'ai vérifié que la famille pouvait s'écrire sous forme de combinaison linéaire avec tous les scalaires nuls, ce qui est le cas. Donc la famille est libre.
Pour le reste je bloque ..

Merci d'avance pour votre aide et le temps que vous me consacrerez.

Posté par
toureissa
re : Exercice espaces vectoriels 19-04-19 à 15:44

Bonjour,

Comment tu as fais la question 1).
F est l'espace des vecteurs (x,y,z) de R^3 vérifiant x+y=0 et x+z=0, c'est-à-dire y=-x et z=-x.
Donc c'est l'ensemble des vecteurs de R^3  de la forme (x,-x,-x)=x(1,-1,-1). Si on note u=(1,-1,-1)

On a F={xu| x réel}.

Ça te rappelle pas quelque chose dans le cours ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Exercice espaces vectoriels 19-04-19 à 15:45

Bonjour

> toureissa. Non, on travaille dans \R^4. La réponse donnée est juste.

Posté par
matheuxmatou
re : Exercice espaces vectoriels 19-04-19 à 16:22

personnellement je bute avant d'entamer les questions

je ne comprends pas la définition de F, notamment le (x;y;z)4

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 20-04-19 à 16:21

Je n'ai pas tout compris, mais j'ai compris qu'à priori la question 1./ était juste donc c'est le plus important.
Pour la question 2./ du coup, je ne sais pas comment utiliser le théorème de la base incomplète, je ne le comprends pas

Posté par
Camélia Correcteur
re : Exercice espaces vectoriels 20-04-19 à 16:47

C'est ton énoncé qui est faux.

F=\{(x,y,z,{\red t})|\ x+y=0\  {\rm} et \  x+z=0\}

Les vecteurs que tu trouves en 1) sont OK.

Pour 2) tu n'as pas besoin du théorème. Il suffit que tu trouves deux vecteurs qui avec les deux que tu as choisis forment une famille libre.

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 09:07

Mon énoncé ? J'ai recopié tel quel, pourquoi est ce qu'il serait faux ?
Ok pour la question 2./ mais je ne vois pas trop comment faire pour trouver 2 vecteurs. Parce que dans mon système ça me fait beaucoup d'inconnu

Posté par
Zrun
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 09:28

Souvent on essaye des vecteurs de la base canonique d'abord

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 10:32

Ah la base canonique ... justement je n'ai pas bien compris cette chose. Comment on trouve la base canonique ?

Posté par
carpediem
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 12:00

la notion de base "canonique" ne veut rien dire !!

quand je me donne u = (1, 2, 3, 4) dans la base canonique ça veut simplement dire qu'au-dessus je considère quatre vecteurs (a, b, c, d) tels que u = 1a + 2b + 3c + 4d et que cette écriture est unique ....

voir le msg de Camélia à 15h47 et le msg de matheuxmatou à 16h22 ...

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 15:56

D'accord je vais revoir ça, et je vous tiens au courant

Posté par
Zrun
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 16:06

carpediem @ 21-04-2019 à 12:00

la notion de base "canonique" ne veut rien dire !!

Et pourtant , tout le monde utilise cette notion ...

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 16:31

Je n'arrive pas à trouver de vecteur de la base canonique. J'ai fait comme ça :
Soit u=(a,b,c,d), je cherche (a,b,c,d) tel que x(-1,1,1,0)+y(0,0,0,1)+z(a,b,c,d) = 0 sachant que x = y = z = 0 (pour que ça fasse une combinaison linéaire)

Posté par
Zrun
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 18:05

Déjà la base canonique c'est {(1,0,0,0),(0,1,0,0),(0,0,1,0),(0,0,0,1)} donc choisit des vecteurs parmi ceux-ci ...

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 20:26

C'est n'importe lequel de ces 4 ?
Désolée, vous allez croire que je sui bête mais j'ai des vraies difficultés et là j'ai du mal ...

Posté par
Zrun
re : Exercice espaces vectoriels 21-04-19 à 21:41

Non déjà le dernier fait partie de ta base de F.
Essaye de montrer que {(-1,1,1,0),(0,0,0,1),(0,1,0,0) est libre

Posté par
carpediem
re : Exercice espaces vectoriels 22-04-19 à 09:10

Zrun @ 21-04-2019 à 16:06

carpediem @ 21-04-2019 à 12:00

la notion de base "canonique" ne veut rien dire !!

Et pourtant , tout le monde utilise cette notion ...
moi aussi !!!

mais "la" base canonique c'est la base dans laquelle on donne explicitement tous les vecteurs

quels que soient les vecteurs u et v quand je parle du vecteur w = (1, 2) dans la base (u, v) alors la base (u, v) devient canonique : u = (1, 0) et v = (0, 1)

...

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 25-04-19 à 12:59

Re-bonjour, je reprends cet exercice avec plus d'assiduité, veuillez excuser mon absence.
Du coup, j'ai réussi à montrer que la famille ((-1,1,1,1),(0,0,0,1),(0,1,0,0)) est libre.
Je me retrouve alors avec une base de R^3, n'est ce pas ?
Je dois alors trouver encore un vecteur u_{4} tel que la famille ((-1,1,1,1),(0,0,0,1),(0,1,0,0),u_{4}) soit libre ?

Posté par
lafol Moderateur
re : Exercice espaces vectoriels 25-04-19 à 13:36

Bonjour
Des vecteurs qui ne sont pas dans un espace n'ont aucune chance de constituer une base de cet espace..

D'ailleurs

LorieGinal @ 21-04-2019 à 09:07

Mon énoncé ? J'ai recopié tel quel, pourquoi est ce qu'il serait faux ?

Parce que (x, y, z) n'a aucune chance d'être élément de 4...

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 25-04-19 à 13:43

Oui en fait je me suis trompée dans ma réponse, je n'avais pas fait attention à ce genre d'erreur de frappe dans l'énoncé.
Par ailleurs, ce que vous dites c'est que le vecteur (0,1,0,0) n'est pas dans F car il ne vérifie pas x+y =0 ?

Posté par
LorieGinal
re : Exercice espaces vectoriels 25-04-19 à 20:29

Posté par
lafol Moderateur
re : Exercice espaces vectoriels 25-04-19 à 23:23

LorieGinal @ 25-04-2019 à 12:59

Re-bonjour, je reprends cet exercice avec plus d'assiduité, veuillez excuser mon absence.
Du coup, j'ai réussi à montrer que la famille ((-1,1,1,1),(0,0,0,1),(0,1,0,0)) est libre.
Je me retrouve alors avec une base de \Large  \R^{\red 3}, n'est ce pas ?
Je dois alors trouver encore un vecteur u_{4} tel que la famille ((-1,1,1,1),(0,0,0,1),(0,1,0,0),u_{4}) soit libre ?


ce que je dis, c'est que ces vecteurs sont dans \R^4, pas dans \R^3 ....



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