Définition et exemples pour une famille d'au moins deux vecteurs

DéfinitionDéfinition de la dépendance linéaire d'une famille finie d'au moins deux vecteurs

Soient \(E\) un espace vectoriel sur un corps \(K\), \(n\) un entier supérieur ou égal à \(2\) et \(v_1, v_2, ... , v_n\) des vecteurs de \(E\).

Les vecteurs \(v_1, v_2, ... , v_n\) sont dits linéairement dépendants si l'un des vecteurs est combinaison linéaire des autres, c'est-à-dire s'il existe un entier \(p\) compris entre \(1\) et \(n\) et des scalaires \(\alpha_1, \alpha_2, ... , \alpha_{p-1}, ... , \alpha_n\) tels que :

\(v_P = \alpha_1 v_1 + \alpha_2 v_2 + ... + \alpha_{p-1} v_{p-1} + \alpha_{p+1} v_{p+1} + ... + \alpha_n v_n\)

ComplémentVocabulaire

  • Un ensemble de vecteurs linéairement dépendants est aussi appelé famille liée ou partie liée de \(E\).

  • Cas \(n = 2\) : si \(u\) et \(v\) sont deux vecteurs tels qu'il existe un scalaire \(\lambda\) vérifiant \(u = \lambda v\) (\(u\) et \(v\) sont alors linéairement dépendants), on dit que \(u\) est proportionnel à \(v\).

    A noter que si de plus \(u\) et \(v\) sont non nuls, \(v\) est aussi proportionnel à \(u\) (car \(\lambda\) sera nécessairement non nul et donc \(v = \lambda^{-1} u\)). On pourra dire que les vecteurs \(u\) et \(v\) sont proportionnels ou colinéaires.

ExempleExemple immédiat

Pour \(E = \mathbb R^4\), \(n = 3\) et \(v_1 = (0,1,1,0), v_2 = (1,1,1,0), v_3 = (1,0,0,0)\).

Il est visible que : \(v_2 = v_3 + v_1\). Ces vecteurs sont donc linéairement dépendants.