Math Problem Statement

Dans R3, on considère les sous-espaces F1 et F2 d'équations respectives x+2y+3z=0 et x/3=y/2=z. Déterminer des bases B1 et B2 de F1 et F2

Solution

Pour déterminer des bases des sous-espaces F1F_1 et F2F_2 dans R3\mathbb{R}^3, nous allons analyser chaque sous-espace séparément.

1. Sous-espace F1F_1

L'équation qui définit F1F_1 est :
x+2y+3z=0.x + 2y + 3z = 0. Cela représente un plan dans R3\mathbb{R}^3. Pour obtenir une base de ce sous-espace, nous devons trouver deux vecteurs linéairement indépendants qui satisfont cette équation.

  • Exprimons xx en fonction de yy et zz : x=2y3z.x = -2y - 3z.

Nous pouvons choisir des valeurs pour yy et zz afin de générer des vecteurs. Par exemple, choisissons y=1y = 1 et z=0z = 0, puis y=0y = 0 et z=1z = 1.

  • Si y=1y = 1 et z=0z = 0, alors x=2x = -2, donc un vecteur possible est (2,1,0)(-2, 1, 0).
  • Si y=0y = 0 et z=1z = 1, alors x=3x = -3, donc un autre vecteur est (3,0,1)(-3, 0, 1).

Ainsi, une base de F1F_1 est : B1={(2,1,0),(3,0,1)}.B_1 = \{ (-2, 1, 0), (-3, 0, 1) \}.

2. Sous-espace F2F_2

L'équation qui définit F2F_2 est :
x3=y2=z.\frac{x}{3} = \frac{y}{2} = z. Cela peut être réécrit sous la forme de deux relations : x=3z,y=2z.x = 3z, \quad y = 2z. Cela implique que xx et yy sont tous deux proportionnels à zz, ce qui signifie que tout vecteur de F2F_2 est un multiple du vecteur (3,2,1)(3, 2, 1).

Ainsi, une base de F2F_2 est simplement le vecteur : B2={(3,2,1)}.B_2 = \{ (3, 2, 1) \}.

Résumé

  • Une base de F1F_1 est B1={(2,1,0),(3,0,1)}B_1 = \{ (-2, 1, 0), (-3, 0, 1) \}.
  • Une base de F2F_2 est B2={(3,2,1)}B_2 = \{ (3, 2, 1) \}.

Souhaitez-vous des détails supplémentaires ou avez-vous des questions ?

Voici cinq questions relatives :

  1. Comment déterminer si deux vecteurs sont linéairement indépendants ?
  2. Que signifie une base d'un sous-espace vectoriel ?
  3. Comment résoudre un système d'équations linéaires pour trouver une base ?
  4. Quelle est la dimension d'un sous-espace vectoriel ?
  5. Comment vérifier si deux sous-espaces sont orthogonaux ?

Astuce : Une bonne méthode pour trouver une base d'un sous-espace défini par une équation est de paramétrer les inconnues et de choisir des valeurs simples pour les variables libres.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Vector Spaces
Linear Independence
Subspaces
Bases of a Vector Space

Formulas

x = -2y - 3z
x = 3z
y = 2z

Theorems

Definition of a vector space
Linear independence of vectors
Basis of a vector space

Suitable Grade Level

Grades 10-12