Chapitre II. Ind´ependance lin´eaire, bases (version uplet).
Marc de Crisenoy
Convention: dans tout le cours, Kd´esigne un corps commutatif. (En pratique K=Q,Rou C).
D´ef. 1. Soit Eun K-ev. Soit n∈N∗. Soit (x1, . . . , xn)∈En.
On dit que (x1, . . . , xn) est libre si ∀(λ1, . . . , λn)∈Kn n
X
i=1
λixi= 0E=⇒ ∀i∈ {1, . . . , n}λi= 0K!.
Rq. 2. Soit Eun K-ev. Soit n∈N∗. Soient x1, . . . , xn∈E. Alors les assertions suiv-
antes sont ´equivalentes:
i) (x1, . . . , xn) est libre,
ii) ∀(α1, . . . , αn),(β1, . . . , βn)∈Kn n
X
i=1
αixi=
n
X
i=1
βixi=⇒ ∀i∈ {1, . . . , n}αi=βi!.
D´ef. 3. Soit Eun K-ev. Soit n∈N∗. Soit (x1, . . . , xn)∈En. On dit que (x1, . . . , xn)
est li´e s’il n’est pas libre.
Rq. 4. Soit Eun K-ev. Soit n∈N∗. Soient x1, . . . , xn∈E.
Alors (x1, . . . , xn) est li´e ssi il existe (λ1, . . . , λn)∈Kn\ {(0K,...,0K)}tel que
n
X
i=1
λixi= 0E.
Rq. 5. Soit Eun K-ev. Soit n∈N∗. Soient x1, . . . , xn∈E.
a) Soit σune permutation de {1, . . . , n}. Alors:
i) (xσ(1), . . . , xσ(n)) est libre ssi (x1, . . . , xn) est libre.
ii) (xσ(1), . . . , xσ(n)) est li´e ssi (x1, . . . , xn) est li´e.
b) On suppose que (x1, . . . , xn) est li´e. Soit k∈N∗. Soient xn+1, . . . , xn+k∈E. Alors
(x1, . . . , xn+k) est li´e.
c) On suppose que (x1, . . . , xn) est libre. Soit m∈N∗.
i) On suppose que m≤n. Alors (x1, . . . , xm) est libre. Plus g´en´eralement:
ii) Soient i1, . . . , im∈ {1, . . . , n}deux `a deux distincts (cela implique que m≤n). Alors
(xi1, . . . , xim) est libre.
Rq. 6. Soit Eun K-ev. Soit n∈N∗. Soient x1, . . . , xn∈E.
a)i) S’il existe i∈ {1, . . . , n}tel que xi= 0E, alors (x1, . . . , xn) est li´e.
ii) Si (x1, . . . , xn) est libre, alors ∀i∈ {1, . . . , n}xi6= 0E.
b)i) S’il existe i, j ∈ {1, . . . , n}distincts tels que xi=xj, alors (x1, . . . , xn) est li´e.
ii) Si (x1, . . . , xn) est libre, alors x1, . . . , xnsont deux `a deux distincts (c’est `a dire, plus formelle-
ment: ∀i, j ∈ {1, . . . , n}(i6=j=⇒xi6=xj)).
Rq. 7. Soit Eun K-ev. Soit x∈E. Alors:
a) (x) est li´e ssi x= 0E, b) (x) est libre ssi x6= 0E.
Exo. 8. Soit Eun K-ev. Soient x, y ∈E. Alors les assertions suivantes sont ´equivalentes:
i) (x, y) est li´e, ii) x= 0Eou (∃α∈Ky=αx), iii) y= 0Eou (∃β∈Kx=βy).
D´ef. et notation. 9. Soit Eun K-ev. Soit n∈N∗. Soit (x1, . . . , xn)∈En.
On appelle sev engendr´e par (x1, . . . , xn) le sev engendr´e par {x1, . . . , xn}. On le note Vect(x1, . . . , xn).
Si ce sev est E, alors on dit que (x1, . . . , xn) engendre E(ou est g´en´erateur de E).
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