ATLAS Ouvrir dans l'atlas →

ExerciceMaths Sup – MPSI, chapitre 15 — Dimension finie et rang · Espaces de dimension finie

Exercice 3

Calcul

Donner une base et la dimension des sous-espaces suivants de ℝ4\mathbb{R}^{4} : E=Vect((1,2,1,0),(4,−2,1,1),(7,2,4,2),(11,4,1,3)),E = \mathrm{Vect}\big((1, 2, 1, 0), (4, -2, 1, 1), (7, 2, 4, 2), (11, 4, 1, 3)\big),

F={(x,y,z,t)∈ℝ4∣3x−2y−z+2t=0 et 3y−2z+t=0}.F = \{(x, y, z, t) \in \mathbb{R}^{4} \mid 3x - 2y - z + 2t = 0 \text{ et } 3y - 2z + t = 0\}.
Corrigé

Pour EE, la méthode du pivot montre que les quatre vecteurs sont libres, une relation ∑λkxk=0\sum \lambda_{k}x_{k} = 0 n'ayant que la solution nulle. Quatre vecteurs libres de ℝ4\mathbb{R}^{4} forment une base, donc E=ℝ4E = \mathbb{R}^{4}. Pour FF, la seconde équation donne z=3y+t2z = \frac{3y + t}{2}, puis la première x=2y+z−2t3=7y−3t6x = \frac{2y + z - 2t}{3} = \frac{7y - 3t}{6} ; avec y=6y = 6, t=0t = 0 puis y=0y = 0, t=6t = 6, on obtient deux vecteurs non colinéaires, et dim⁡F=4−2=2\dim F = 4 - 2 = 2 par la proposition 9, les deux équations n'étant pas proportionnelles. E=ℝ4, dim⁡E=4F=Vect((7,6,9,0),(−3,0,3,6)), dim⁡F=2\boxed{E = \mathbb{R}^{4}, \ \dim E = 4 \qquad F = \mathrm{Vect}\big((7, 6, 9, 0), (-3, 0, 3, 6)\big), \ \dim F = 2}

Ouvrir dans l'atlas interactif →