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  • Orthogonalité

    Formulaire de report


    Vecteurs orthogonaux \(x\perp y\) par rapport à la Forme bilinéaire symétrique \(\sigma\)
    Vecteurs qui annulent \(\sigma\) : $$\sigma(x,y)=\sigma(y,x)=0$$
    • la matrice d'une base orthogonale est diagonale
    • formule permettant d'obtenir un vecteur orthogonal à \(x\) en partant de \(y\) : $$y^\prime=y-\frac{\sigma(x,y)}{Q(x)}x$$ (avec \(Q\) la Forme quadratique associée à \(\sigma\))

    Ensembles orthogonaux - Complément orthogonal

    Exercices

    Soit \(\alpha:{\Bbb R}^3\times{\Bbb R}^3\to{\Bbb R}\) une forme bilinéaire définie comme ceci : $$\alpha(x,y)=x_1y_1-x_3y_3+x_1y_2+x_2y_1+x_2y_3+x_3y_2$$ et \(U\) le sous-espace de \({\Bbb R}^3\) engendré par \(\begin{pmatrix}1\\ 1\\ 1\end{pmatrix}\)
    Déterminer \(U^\perp\)

    Trouver les \(X\) tels que \(\sigma(X,u)=0\) \(\to\) résoudre

    \(X=\begin{pmatrix} x\\ y\\ z\end{pmatrix}\in U^\perp\) si \(\forall u\in U\), \(\alpha(X,u)=0\)
    $$\begin{align}&\alpha\left(\begin{pmatrix} x\\ y\\ z\end{pmatrix},\begin{pmatrix}1\\ 1\\ 1\end{pmatrix}\right)=0\\ \iff& x-z+x+y+y+z=0\\ \iff&2x+2y=0\end{align}$$
    Donc \(U^\perp=\operatorname{Vect}\left\{\begin{pmatrix}1\\ -1\\ 0\end{pmatrix},\begin{pmatrix}0\\ 0\\ 1\end{pmatrix}\right\}\) et \(\operatorname{dim} U^\perp=2\)


    Soit \(\alpha:{\Bbb R}^3\times{\Bbb R}^3\to{\Bbb R}\) une forme bilinéaire définie comme ceci : $$\alpha(x,y)=x_1y_1-x_3y_3+x_1y_2+x_2y_1+x_2y_3+x_3y_2$$ et \(U\) le sous-espace de \({\Bbb R}^3\) engendré par \(\begin{pmatrix}1\\ 1\\ 1\end{pmatrix}\)
    On a \(U^\perp=\operatorname{Vect}\left\{\begin{pmatrix}1\\ 1\\ 0\end{pmatrix},\begin{pmatrix}0\\ 0\\ 1\end{pmatrix}\right\}=\{v_1,v_2\}\) et \(\operatorname{dim} U^\perp=2\)
    Trouver \(U^{\perp\perp}\)

    $$X=\begin{pmatrix} x\\ y\\ z\end{pmatrix}\in U^{\perp\perp}\iff\alpha(X,v_1)=\alpha(X,v_2)=0\iff y=z$$ donc \(U^{\perp\perp}=\operatorname{Vect}\left\{\begin{pmatrix}0\\ 1\\ 1\end{pmatrix},\begin{pmatrix}1\\ 0\\ 0\end{pmatrix}\right\}\)



  • Rétroliens :
    • Base orthogonale
    • Ensembles orthogonaux - Complément orthogonal
    • Matrice symétrique
    • Noyau - Espace nul (algèbre bilinéaire)
    • Théorème de Pythagore
    • Vecteur normal
    • Vecteur
    • Vecteurs orthonormaux