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Niveau Maths sup
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Lemme Dimension finie

Posté par
KrnT
03-04-21 à 21:06

Bonjour/Bonsoir,
J'éprouve de la difficulté à comprendre une démonstration d'un Lemme très utilisé dans "Les Espaces vectoriels" Le voici :
Lemme :
1) Si x ∈ Vect(x1,x2,...,xn) alors Vect(x1,x2,...,xn,x) = Vect(x1,x2,...,xn)

Démonstration :
Soit a1,a2,...,an) ∈ |K
tq \sum_{i=1}^{n}{a_ix_i} +bx=0

Je n'arrive pas à comprendre pourquoi c'est  vrai sachant qu'à m'a connaissance on ne sait pas s'il est libre ou lié

Posté par
KrnT
re : Lemme Dimension finie 03-04-21 à 21:16

@Modérateurs, Je suis sincèrement désolé, je vous pris d'effacer ce sujet, notre professeur vient de rectifier le lemme qui a pour démonstration la démo d'en haut

Posté par
Glapion Moderateur
re : Lemme Dimension finie 03-04-21 à 21:17

Bonsoir, si x appartient à l'espace généré par (x1,x2,...,xn) c'est que x est combinaison linaire de ces vecteurs.
Et donc on peut bien écrire qu'il existe une relation liant x et ces vecteurs.

Posté par
KrnT
re : Lemme Dimension finie 03-04-21 à 21:22

Cette démonstration est destinée au Lemme suivant :
1) Si (x_1,x_2...,x_n) libre et x n'appartient pas à Vect(x_1,x_2...,x_n)
alors (x_1,x_2...,x_n,x) libre

Posté par
Glapion Moderateur
re : Lemme Dimension finie 04-04-21 à 11:11

oui c'est plutôt simple, si x n'appartient pas à Vect(x_1,x_2...,x_n) c'est qu'il n'est pas combinaison linéaire de ces vecteurs et donc (x_1,x_2...,x_n,x) est libre (car s'ils ne l'étaient pas, il existerait une combinaison linéaire liant ces vecteurs).

Posté par
carpediem
re : Lemme Dimension finie 04-04-21 à 11:44

salut

il est cependant intéressant et très riche de savoir démontrer proprement et simplement le premier lemme que tu donnes ...

car c'est la pratique et la manipulation des propriétés qui sont l'essence des espaces vectoriels ...

Posté par
KrnT
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 00:19

Malgré le fait que je n'ai pas encore acquis assez  de "facilité" pour le démontrer je dirais :
On a x appartient au vect donc elle s'écrit sous la forme une combinaison linéaire des autres vecteurs donc elle appartient au vect(x_1...x_n,x)
( Je crois que cela suffit non ? )

Posté par
carpediem
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 08:50

il est évident que E = vec (x_1, x_2, ...., x_n) vec (x_1, x_2, ..., x_n, x) = F par définition de "vec" (qui est vraie pour tout x) (mais tu peux quand même dire quelque chose pour le justifier clairement)

c'est l'inclusion réciproque qu'il faut montrer proprement ... en utilisant/rédigeant proprement le fait que x E ...

Posté par
mousse42
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 10:29

Voici une preuve :

F=$Vect$(x_1,\cdots,x_n), on utilise la propriété F=$Vect$ \{F\}

\{x_1,\cdots ,x_n\}\subset \{x_1,\cdots,x_n,x\}\subset F \iff F=$Vect$\{x_1,\cdots,x_n\}\subset $Vect$\{x_1,\cdots,x_n,x\}\subset $Vect$\{F\}=F

Mais il est préférable de suivre les conseils donnés plus haut !

Posté par
mousse42
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 10:35

pour F=$Vect$ \{F\} se déduit facilement, puisque $Vect$ \{F\} est le plus petit espace vectoriel contenant F, c'est donc F

Posté par
carpediem
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 13:04

ouais bof ... je préfère l'utilisation des propriétés de base des espaces vectoriels ...

x \in vec(x_1, x_2, ..., x_n) \iff \exists (a_1, a_2, ... a_n) \in \R^n  /  x = \sum_1^n a_kx_k

y \in vec (x_1, x_2, ..., x_n, x) \iff \exists (b_1, b_2, ..., b_n, b) \in \R^{n + 1}  /  y = \sum_1^n b_kx_k + bx

or y = \sum_1^n b_kx_k + bx = \sum_1^n b_kx_k + b \sum_1^n a_kx_k = \sum_1^n (b_k + ba_k)x_k \iff y \in vec (x_1, x_2, ..., x_n)

Posté par
KrnT
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 13:20

Merci infiniment !!

Posté par
mousse42
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 13:23

carpediem je n'ai pas donné la preuve classique car c'est ce que tu demandais à KrnT, du coup j'en ai donné une autre bien plus élégante que la tienne.

Posté par
carpediem
re : Lemme Dimension finie 05-04-21 à 14:02

pas nécessairement plus élégante mais très concise oui tout à fait !!

mais toute cette concision provient de mes trois lignes ...

et encore je n'en suis pas sûr !! car le nœuds de la démonstration est la dernière inclusion !!! et c'est celle-là qu'il faut montrer explicitement !!! et donc nécessite mes trois lignes ...



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