Indépendance linéaire dans un espace vectoriel
Soient trois vecteurs $x, y$ et $z$ linĂ©airement indĂ©pendants d'un espace vectoriel $E$. En est-il de mĂȘme des vecteurs $x + y, x + z$ et $y + z$ ? Justifier votre rĂ©ponse.
Solution de l'exercice
- Soient $(a, b, c) \in \mathbb{R}^3$ tels que :
$a(x + y) + b(x + z) + c(y + z) = 0_E$. - Ceci est équivalent à :
$(a + b)x + (a + c)y + (b + c)z = 0_E$. - Or, la famille $(x, y, z)$ est libre (linéairement indépendante), alors : \[\left\{ \begin{matrix} a + b = 0 & \quad \textbf{(1)} \\ a + c = 0 & \quad \textbf{(2)} \\ b + c = 0 & \quad \textbf{(3)} \end{matrix} \right.\]
- De l'opération $\textbf{(1)} - \textbf{(2)} + \textbf{(3)}$, il vient que $2b = 0$, donc $b = 0$.
- En remplaçant $b$ par $0$ dans $\textbf{(1)}$ et $\textbf{(3)}$, on obtient $a = 0$ et $c = 0$.
- Comme $a = b = c = 0$, la famille $(x + y, x + z, y + z)$ est donc libre.