exo7 1532

Soit (E,<,>)(E,<,>) un espace euclidien de dimension pp. A chaque nn-uple (x1,…,xn)(x_1, \dots, x_n) d’éléments de EE on associe le nombre (déterminant de Gram) G(x1,…,xn)=deˊt(<xi,xj>)i,j=1,…,n.G(x_1, \dots, x_n) = \textrm{dét}(<x_i,x_j>)_{i,j=1,\dots,n}.

1

Montrer que x1,…,xnx_1, \dots, x_n sont liés si et seulement si G(x1,…,xn)=0G(x_1, \dots, x_n) = 0 ; montrer que si x1,…,xnx_1, \dots, x_n sont indépendants, on a G(x1,…,xn)>0G(x_1, \dots, x_n) > 0.

2

Montrer que, pour toute permutation σ\sigma de {1,…,n}\{1, \dots, n\}, on a G(xσ(1),…,xσ(n))=G(x1,…,xn)G(x_{\sigma(1)}, \dots, x_{\sigma(n)}) = G(x_1, \dots, x_n), et que la valeur de G(x1,…,xn)G(x_1, \dots, x_n) n’est pas modifiée si l’on rajoute à un des vecteurs, soit xix_i, une combinaison linéaire des autres vecteurs xj(j≠i)x_j (j\not= i). Calculer G(αx1,…,xn)G({\alpha}x_1, \dots, x_n) (α∈R{\alpha} \in \R).

3

On suppose x1,…,xnx_1, \dots, x_n indépendants. Soit x∈Ex \in E, et soit d(x,H)d(x,H) la distance de xx à l’hyperplan H=Vect(x1,…,xn)H = \textrm{Vect}(x_1, \dots, x_n). Montrer que d(x,H)2=G(x,x1,…,xn)G(x1,…,xn)\displaystyle{d(x,H)^2 = \frac{G(x, x_1, \dots, x_n)}{G(x_1, \dots, x_n)}}.

Exercice U4Xz

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