Nature des sous-espaces vectoriels réels

On considère que \(\mathbf{R^n}\) est un sous-espace de lui-même. L'ensemble réduit à \({0}\) est aussi un sous-espace vectoriel de \(\mathbf{R^n}\) . On va chercher quels sont les sous-espaces possibles dans \(\mathbf{R^n}\) .

Dans \(\mathbf{R^3}\) , il y en a quatre sortes : \({0}\), les droites et les plans vectoriels, l'espace entier.

Dans \(\mathbf{R^3}\) , l'ensemble des vecteurs qui vérifient une équation linéaire homogène \(u x + v y + w z = 0\) forme un plan vectoriel \(P\).

Généralisation dans \(\mathbf{R^n}\) :

les éléments \(V = (x_{1}, x_{2}, \ldots, x_{n})\) qui vérifient une équation homogène linéaire :

\(a_{1} x_{1} + a_{2} x_{2} + \ldots + a_{n} x_{n} = 0 ~~(H)\)

forment un sous-espace vectoriel appelé hyperplan \(H\) de \(\mathbf{R^n}\).

Remarque

On verra plus tard la raison de ce nom d'hyperplan.

La vérification est facile et résulte du caractère homogène de l'équation.

Il suffit de voir que le vecteur nul vérifie cette équation, que si \(V\) et \(V'\) sont solutions, \(V + V'\) aussi et que le produit par un scalaire d'une solution est aussi une solution.