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CHAP. 3 Espaces vectoriels
Les objectifs :«Ce chapitre reprend les concepts pr´esent´es en premi`ere ann´ee dans un cadre limit´e (Kn) et les
adapte bri`evement `a d’autres espaces, de dimension finie ou non (on travaille avec K=Rou C).
Les capacit´es exigibles sont les suivantes : Trouver une base et la dimension d’un espace vectoriel ; calculer le
rang d’une famille finie de vecteurs ; capacit´e d’abstraction (ou d’adaptation) pour concevoir une fonction, un
polynˆome ou une matrice comme un vecteur. »
1 Structure vectorielle.
1.1 D´efinition et exemples
On appelle espace vectoriel sur Kou K-espace vectoriel tout ensemble Enon vide muni :
1D’une addition interne satisfaisant :
∀(x, y)∈E2,x+y∈E(Stabilit´e)
∀(x, y)∈E2,x+y=y+x(Commutativit´e)
∀(x, y, z)∈E3,x+ (y+z)=(x+y) + z(Associativit´e)
∃0E∈E/∀x∈E, x + 0E=x(El´ement neutre)
∀x∈E, ∃x0∈E/x +x0= 0E(Esym´etrisable)
2D’une multiplication externe satisfaisant :
∀x∈E,∀λ∈K,λx ∈E(Stabilit´e)
∀(x, y)∈E2,∀(λ, µ)∈K2:
(λ+µ)·x=λ·x+µ·x(Distributivit´e)
λ·(x+y) = λ·x+λ·y(Distributivit´e)
λ·(µ·x) = (λµ)·x(Associativit´e)
1·x=x(Produit par l’´el´ement neutre)
D´efinition Espace vectoriel
Notations :
Les ´el´ements de Esont appel´es vecteurs et les ´el´ements de Kscalaire.
0Ed´esigne le vecteur nul.
Soit Eun K-espace vectoriel et F={x1,· · · , xn}une famille de nvecteurs de E. On appelle combinaison lin´eaire
des vecteurs (x1,· · · , xn)de Ftout vecteur ude la forme :
u=λ1x1+· · · λnxn=
n
X
k=1
λkxko`u (λ1,·, λn)∈Kn
D´efinition combinaison lin´eaire
Remarque 1.1 :
– Le vecteur nul 0Eest combinaison lin´eaire de toute famille finie de vecteurs de E.
– Si uest combinaison lin´eaire des vecteurs de F, alors quelque soit un vecteur v∈E,uest combinaison lin´eaire
des vecteurs x1,· · · , xn, v.
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