exo7 5486

Soit EE un espace vectoriel euclidien de dimension pp sur R\Rr (p≥2p\geq2). Pour (x1,...,xn)(x_1,...,x_n) donné dans EnE^n, on pose G(x1,...,xn)=(xi∣xj)1≤i,j≤nG(x_1,...,x_n)=(x_i|x_j)_{1\leq i,j\leq n} (matrice de Gram) et γ(x1,...,xn)=det(G(x1,...,xn))\gamma(x_1,...,x_n)=\mbox{det}(G(x_1 , ... , x_n)) (déterminant de Gram).

1

Montrer que rg(G(x1,...,xn))=rg(x1,...,xn)\mbox{rg}(G(x_1,...,x_n))=\mbox{rg}(x_1, ... ,x_n).

2

Montrer que (x1,...,xn)(x_1,...,x_n) est liée si et seulement si γ(x1,...,xn)=0\gamma(x_1,...,x_n)=0 et que (x1,...,xn)(x_1,...,x_n) est libre si et seulement si γ(x1,...,xn)>0\gamma(x_1,...,x_n)>0.

3

On suppose que (x1,...,xn)(x_1,...,x_n) est libre dans EE (et donc n≤pn\leq p). On pose F=Vect(x1,...,xn)F=\mbox{Vect}(x_1,...,x_n).

Pour x∈Ex\in E, on note pF(x)p_F(x) la projection orthogonale de xx sur FF puis dF(x)d_F(x) la distance de xx à FF (c’est-à-dire dF(x)=∣∣x−pF(x)∣∣d_F(x)=||x-p_F(x)||). Montrer que dF(x)=γ(x,x1,...,xn)γ(x1,...,xn)d_F(x)=\sqrt{\frac{\gamma(x,x_1,...,x_n)}{\gamma(x_1,...,x_n)}}.

Exercice 5Pit

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