Montrer qu'une suite est une base d'un espace vectoriel

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madony
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Enregistré le: 23 Nov 2011, 20:39

Montrer qu'une suite est une base d'un espace vectoriel

par madony » 23 Nov 2011, 20:56

Bonsoir,

J'ai pas mal de difficultés avec les espaces vectoriels, ma question va donc paraître un peu bête mais bon j'essaye quand même :)

J'ai un exercice dont l'énoncé est le suivant :

Soient les quadruplets x1 := (1,1,1,1), x2 := (1,i,-1,-i), x3 := (1,-1,1,-1) et x4 := (1,-i,-1,i), où i est l'unité imaginaire. Monter que la suite (x1,x2,x3,x4) est une base de l'espace vectoriel C^4.

Je sais que pour que cette suite soit une base, il faut qu'elle soit génératrice et libre. J'ai réfléchi à une méthode mais je ne suis pas sûr que ça soit la bonne. Pouvez-vous m'aiguiller ?

D'après moi, il faudrait que mes vecteurs x1,x2,x3 et x4 soient indépendants. Pour ce faire il faudrait que x1,x2,x3 et x4 soient les colonnes d'une matrice A. J'échelonnerais cette matrice et si je n'obtiens pas de ligne nulle, cela suffirait pour dire que la matrice est régulière et que donc, les vecteurs sont indépendants. Une fois que je sais que les vecteurs sont indépendants, je peux dire qu'ils sont générateur de mon espace. J'ai donc bien une suite libre (indépendance des vecteurs), et une suite génératrice ... ?

Est-ce la bonne manière de faire ? Comment prouver que si des vecteurs sont indépendants, ils sont générateur de l'espace ?

Grand merci d'avance !

Bonne soirée.



Monsieur23
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par Monsieur23 » 24 Nov 2011, 09:26

Aloha,

Oui ça marche comme tu as fait.

En fait, en dimension FINIE, les familles libres sont des bases (pas besoin de vérifier qu'elles sont génératrices, c'est automatique), et les familles génératrices sont des bases aussi (elles sont automatiquement libres).
« Je ne suis pas un numéro, je suis un homme libre ! »

GagaMaths
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par GagaMaths » 24 Nov 2011, 12:34

"En fait, en dimension FINIE, les familles libres sont des bases "
pas tt à fait vrai, ;dans R² par ex, un vecteur non nul est libre mais n'est pas une base.
Il faut quand même aussi que la dimension de l'espace vectoriel soit égal au cardinal du système de vecteurs.
dans ce cas il te suffit de montrer que c'est libre.

Monsieur23
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par Monsieur23 » 24 Nov 2011, 16:27

Erf, voui, j'avais oublié ce détail. J'ai honte… :wrong:
« Je ne suis pas un numéro, je suis un homme libre ! »

madony
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par madony » 24 Nov 2011, 16:56

Merci beaucoup pour vos réponses.

J'ai lu à plusieurs reprises qu'il suffisait de montrer qu'une famille/suite était libre pour en conclure qu'elle soit génératrice. Seulement, notre assistant ne nous autorise pas à utiliser ce raccourci... Il veut qu'on démontre également que la suite est génératrice. Je sais que si la suite est génératrice, on peut retrouver n'importe quel vecteur de l'espace à l'aide d'une combinaison linéaire de celle-ci.

Mais comment le prouver correctement dans mon cas ?

Merci d'avance !

Nightmare
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par Nightmare » 24 Nov 2011, 18:45

Bonjour,

Pourquoi parles-tu de suite?

madony
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par madony » 24 Nov 2011, 19:09

J'apelle par exemple (x1,x2,x3,x4) une suite de vecteur ... C'est comme ça que c'est indiqué dans mon syllabus... J'imagine que c'est pareil qu'une famille ?

Merci.

GagaMaths
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par GagaMaths » 24 Nov 2011, 19:21

Monsieur23 a écrit:Erf, voui, j'avais oublié ce détail. J'ai honte… :wrong:


hihi mais non je suis sûre que tu le savais ;)

GagaMaths
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par GagaMaths » 24 Nov 2011, 19:27

si tu veux montrer que c'est générateur tu prends un z quelconque dans C^4
z = (z1,z2,z3,z4)
tu cherches alors a,b,c,d dans C tels que :

z = ax1 + bx2 + bx3 + cx4

tu remplaces après par les coordonnées et tu obtiens un système 4*4 à résoudre... !
bon courage !

 

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