Bases
Question
Comment montrer qu'une famille est une base, et comment trouver les coordonnées d'un vecteur dans une base ?
L'essentiel
Définition 1 : Base
Une base de est une famille à la fois libre et génératrice.
Définition 2 : Coordonnées
Si est une base de , alors tout vecteur s'écrit d'une seule façon
Les scalaires sont les coordonnées de dans cette base.
Méthode
Rédaction — Montrer qu'une famille est une base :
- Montre qu'elle est libre (combinaison nulle coefficients nuls).
- Montre qu'elle est génératrice (tout vecteur de est combinaison linéaire de la famille).
Rédaction — Trouver les coordonnées d'un vecteur x dans une base (e₁, …, eₙ) :
- Pose avec des coefficients inconnus.
- Traduis en système et résous.
- La solution — unique puisque c'est une base — donne les coordonnées de .
Exemple :
est une base du -espace vectoriel :
- libre : si avec , alors ;
- génératrice : tout s'écrit .
Exemple :
Coordonnées de dans la base de . On pose
D'où , . Les coordonnées de sont .
Exercice 1 : Base et coordonnées dans ℝ²
Montre que est une base de , puis donne les coordonnées de dans cette base.
Solution :(cliquer pour afficher)
Base. Soit . On résout , soit
Ce système a toujours une unique solution : et . La famille engendre donc (existence) et elle est libre (unicité, obtenue pour qui donne ). C'est une base.
Coordonnées de . Avec , : et . Donc
et les coordonnées de dans cette base sont .