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ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 14 — Espaces vectoriels et applications linéaires · Somme de sous-espaces

Exercice 28

Démonstration

Dans ℝ4\mathbb{R}^{4}, montrer que F={(x,y,z,t)∣x+y+z+t=0}F = \{(x, y, z, t) \mid x + y + z + t = 0\} et G={(2a,−a,0,a)∣a∈ℝ}G = \{(2a, -a, 0, a) \mid a \in \mathbb{R}\} sont supplémentaires.

Corrigé

Le sous-espace FF est le noyau de la forme linéaire non nulle (x,y,z,t)↦x+y+z+t(x, y, z, t) \mapsto x + y + z + t, donc un hyperplan, et GG est la droite dirigée par (2,−1,0,1)(2, -1, 0, 1), dont la somme des coordonnées vaut 2≠02 \neq 0 : GG n'est pas contenue dans FF. Le théorème 7 conclut. ℝ4=F⊕G\boxed{\mathbb{R}^{4} = F \oplus G} À retenir. Le théorème 7 évite tout calcul : un hyperplan et une droite qui n'y est pas contenue sont toujours supplémentaires.

Dans l'édifice

Thèmes

somme de sous-espaces, sommes directes

Notions

somme directe, supplémentaire

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