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Niveau Licence Maths 1e ann
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Extraire une base d'une famille génératrice

Posté par
mastyxx
06-03-17 à 15:11

Bonjour à tous !

Je suis complètement bloqué sur un exercice, je ne sais pas du tout par où commencer.

Voici l'énoncé :

Soit W = Vect({w1, w2, w3}) le sev de 3 engendré par les vecteurs w1 = (1, 1, -1), w2 = (2, -3, 1) et w3 = (9, -21, 9).
Extraire de la famille (w1, w2, w3) une base de W. En déduire la dimension de W.


Je sais, d'après le théorème de la base incomplète, que l'on peut extraire une base d'une famille génératrice. Cependant, je ne sais pas exactement ce que cela veut dire.

Mon prof m'a expliqué qu'il fallait prendre une combinaison de 2 vecteurs pour obtenir le 3eme, quelque chose comme ça, mais là je ne vois pas du tout comment je peux obtenir un résultat pareil.

J'ai vu sur un autre topic quelqu'un qui prenait a,b,c tq a.w1 + b.w2 + c.w3 = 0

On obtiendrait ainsi un système :
{a + 2b + 9c = 0
{a - 3b - 21c = 0
{-a + b + 9c = 0

Mais en résolvant a, b et c valent 0 du coup je ne vois pas trop l'intérêt de faire ça ...

Si quelqu'un a une idée

Merci d'avance !

Maxime

Posté par
jsvdb
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 15:25

mastyxx @ 06-03-2017 à 15:11

Mais en résolvant a, b et c valent 0 du coup je ne vois pas trop l'intérêt de faire ça ...

Bonjour mastyxx
Dans l'hypothèse où ton calcul est juste, cela signifie exactement que la famille \{w_1,w_2,w_3\} est une base de W. Qu'en conclus-tu ?

Posté par
ThierryPoma
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 15:26

Bonjour,

Le déterminant associé à ton système homogène étant nul, il résulte qu'il existe des solutions distinctes de la solution triviale. Autrement dit, la famille proposée est génératrice d'un sev W de \R^3, mais n'est pas libre.

Posté par
Manny06
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 15:32

tes trois vecteurs forment une famille génératrice
s'ils forment une famille libre c'est une base
sinon tu peux exprimer un vecteur en fonction des deux autres

Tu as du te tromper en résolvant ton système
ecris
L1
L2-L1
L3+L1
il ne rets plus que deux équations et on obtient c=-b/6  a=-b/2

Posté par
mastyxx
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 16:18

Manny06 @ 06-03-2017 à 15:32


il ne rets plus que deux équations et on obtient c=-b/6  a=-b/2


J'ai compris comment tu as fait, mais comment ces deux résultats peuvent former une base ? (Je débute complètement dans le domaine et je ne comprends absolument rien ...)

Posté par
Manny06
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 18:08

on peut donc choisir  b=-6   ce qui donne   a=3 et c=1
donc W3= -3W1+6W2


la famille (W1,W2,W3) est donc lié
par contre (W1,W2) est une famille libre  qui engendre W   donc le sev est de dimension 2

Posté par
mastyxx
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 20:30

Jusque là je comprends à peu près, mais du coup c'est quoi la base qu'on en extrait ?

Posté par
Manny06
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 22:07

par exemple (W1,W2)

Posté par
mastyxx
re : Extraire une base d'une famille génératrice 06-03-17 à 22:10

Ah d'accord ! Merci beaucoup ^^

Posté par
flight
re : Extraire une base d'une famille génératrice 07-03-17 à 21:06

salut

sauf erreur je crois savoir qu'en calculant le rang  de la matrice former par ces 3 vecteurs que cela permet de dégager le nombre maximum de vecteurs libres  ( apres calcul le rang vaut 3)

Posté par
flight
re : Extraire une base d'une famille génératrice 07-03-17 à 21:09

oups ! rang = 2 plutot

Posté par
lafol Moderateur
re : Extraire une base d'une famille génératrice 07-03-17 à 22:04

Bonsoir
le th de la base incomplète permet plutôt de compléter une famille libre en une base, me semble-t-il.

Une manière de faire, ici :
on considère l'espace engendré par :
w_1 = (1, 1, -1), w_2 = (2, -3, 1) et w_3 = (9, -21, 9).

w_1 et w_2 sont clairement non colinéaires. Vect(w_1,w_2) est donc de dimension 2 et (w_1,w_2) en est une base.
Peut-on trouver deux réels a et b tels que w_3 = aw_1+bw_2 ? Si oui, on aura forcément(deux premières composantes) 9 = a + 2b, -21 = a - 3b, donc par soustraction b = 6 et ensuite par substitution a = -3.
On calcule ensuite aw_1+bw_2=-3w_1 + 6w_2 = (9, -21, 9) = w_3 . On en déduit que w_3 est dans Vect(w_1,w_2), et par conséquent Vect(w_1,w_2,w_3) =Vect(w_1,w_2)



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