Remarque : On peut g´
en´
eraliser la notion de sous-espace vectoriel engendr ´
e`
a une partie quel-
conque non vide A⊂E.
D´
efinition : Soit Fun sev de (E, +, .).Aest dite partie g ´
en´
eratrice de Fssi F=V ect(A).
Ceci signifie que Fest exactement l’ensemble des combinaisons lin ´
eaires de vecteurs de A.
Ind´
ependance
D´
efinition : {~u1,...,~un}est dite li ´
ee ssi un des vecteurs de cette famille est combinaison lin ´
eaire
des autres.
∃i0∈ {1,...,n} | ui0∈V ect({u1,...,ui0−1, ui0+1, . . . , un})
Dans le cas contraire, la famille est dite libre.
On a la caract´
erisation :{~u1, . . . , ~un}libre ssi
∀(λ1,...,λn)∈Rn, λ1.~u1+...+λn.~un=~
0E⇒λ1=...=λn= 0
Remarque : Le caract`
ere libre ou g ´
en´
erateur d’un syst`
eme de vecteurs est stable par les combi-
naisons lin´
eaires du type Gauss ei←λei+βej, avec λ6= 0 et i6=j.
Base
D´
efinition : Soit B= (e1, e2,...,en)∈Enun syst `
eme de vecteurs (l’ordre compte).
Best une base de Ed´
ef
⇔Best `
a la fois libre et g´
en´
eratrice de E.
Best une base de E⇔ ∀~v ∈E, ∃! (λ1,...,λn)∈Rn|~v =
i=n
X
i=1
λi.~ui
(λ1,...,λn)sont alors appel´
es coordonn´
ees de ~v dans la base Bet on note
[~v]B=
λ1
.
.
.
λn
Exemple : Dans Rn,B= (~e1, ~e2, . . . , ~en), o`u ~ei= (0,...,0,1,0,...,0) est une base de Rn. On
l’appelle la base canonique.
–∀~u = (u1,...,un)∈Rn, ~u =u1.~e1+...+un.~en
–λ1.~e1+. . . λ.~en=~
0Rn⇔(λ1,...,λn) = (0,...,0) ⇔λ1=...=λn= 0
Dimension finie
D´
efinition : (E, +, .)est de dimension finie d´
ef
⇔Eadmet une partie g ´
en´
eratrice finie.
Dans ce cas, (E, +, .)poss `
ede une base finie, et toutes les bases ont le m ˆ
eme cardinal, que l’on
appelle la dimension de E. On la note dim E.
Exemple : dim Rn=n.
Soit Eun ev de dimension finie, avec dim E=n. Soit (x1,...,xp)un syst`
eme de E.
– Si (x1,...,xp)est libre, alors p≤n.
– Si (x1,...,xp)est g ´
en´
erateur alors p≥n.
Rang d’un syst `
eme de vecteurs
D´
efinition : Soit Eun espace vectoriel et (x1,...,xp)un syst `
eme de vecteurs de E. Alors :
V ect(x1,...,xp)est de dimension finie. Par d ´
efinition, sa dimension rest le rang des vecteurs
(x1,...,xp)et r≤p.
On a les ´
equivalences :
(x1,...,xp)est g´
en´
erateur ⇔r= dim E
libre ⇔r=p
base ⇔r=p= dim E
Sous-espaces et dimension
Soit Eun ev de dimension finie n, et Fun sev de E.
–Fest de dimension finie et dim F≤n.
–F=E⇔dim F=n= dim E.
2