cours/espace vectoriel.md
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2025-03-16 18:05:45 +01:00

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Markdown

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aliases:
- ev
- espaces vectoriels
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up::[[espace]]
title::"$(E, +, \cdot)$ tel que", " - $(E, +)$ est un [[groupe abélien]]", " - $\cdot$ est [[distributivité|distributive]] sur $+$"
#s/maths/algèbre
> [!definition] Espace vectoriel
> Un _espace vectoriel_ est un ensemble $E$ muni de deux opérations :
> - une [[loi de composition interne]] notée $+$
> - une [[loi de composition]] **externe** notée $\cdot$
>
> Soit $K$ un [[corps]]
>
> Ces deux opérations vérifient :
> - $(E, +)$ est un [[groupe abélien]] dont l'[[élément neutre]] est le vecteur nul $0_E$
> - $(E, \cdot)$ est un [[monoïde]] (à gauche) dont l'[[élément neutre]] est $1$
> - $\displaystyle \forall\overrightarrow{u}\in E, \forall(\lambda, \mu) \in K^{2}, \left\{\begin{array}{l}(1\cdot \overrightarrow{u}=\overrightarrow{u})\\\text{et}\\(\lambda\cdot(\mu\cdot u)=(\lambda\mu)\cdot u))\end{array}\right.$
> - Liens entre $+$ et $\cdot$ :
> - [[distributivité]] de $\cdot$ par rapport à $+$ sur $E$ : $\forall\lambda\in K, \forall(\vec v, \vec u)\in E^{2},\quad\lambda\cdot(\vec u+\vec v) = \lambda\cdot\vec u + \lambda\cdot\vec v$
> - [[distributivité]] de $\cdot$ par rapport à $+$ sur $\mathbb R$ : $\forall(\lambda,\mu)\in K, \quad \forall\vec u\in E, (\lambda + \mu)\cdot\vec u = \lambda\cdot\vec u + \mu\cdot\vec u$
>
> $\forall \vec{u} \in E, \forall (\lambda, \mu) \in \mathbf{K}^{2}, \begin{cases}1 \cdot \vec{u} = \vec{u}\\ \text{ et }\\ \lambda \cdot (\mu \cdot u) = (\lambda \mu) \cdot u\end{cases}$
# Vocabulaire
On dit que $(E, +, \cdot)$ est l'espace vectoriel $E$ muni de $+$ et de $\cdot$ (la multiplication externe)
> [!info] Espace vectoriel sur un corps
> Quand les valeurs de la multiplication sont les éléments d'un corps $K$, on dit que l'espace vectoriel est **sur $K$**
> On note que c'est un _K-ev_ ("_$K$ espace vectoriel_")
> [!info] Éléments
> Les éléments de $E$ sont appelés **[[vecteur|vecteurs]]**
> Les éléments de $K$ sont appelés **scalaires**
# Exemples d'espaces vectoriels
- Les espaces $\mathbb R$, $\mathbb R^2$, $\mathbb R^3$, ... $\mathbb R^n$ sont des espaces vectoriels (avec l'addition et la multiplication, et sur le corps $\mathbb{R}$)
- L'ensemble des [[polynôme|polynômes]] (sur $\mathbb{R}$ ou $\mathbb{C}$)
- L'ensemble des [[fonction dérivable|fonctions dérivables]] (sur $\mathbb{R}$ ou $\mathbb{C}$)
# Propriétés
- Le [[produit cartésien]] de deux [[espace vectoriel|espaces vectoriels]] est toujours un [[espace vectoriel]]
> [!smallquery]+ Sous-notes de `$= dv.el("span", "[[" + dv.current().file.name + "]]")`
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