Dépendance Linéaire
1. Énoncer le problème : Nous voulons vérifier si un groupe de vecteurs est linéairement dépendant.
2. Définition : Un ensemble de vecteurs $\{\mathbf{v}_1, \mathbf{v}_2, \ldots, \mathbf{v}_n\}$ est linéairement dépendant s'il existe des scalaires $c_1, c_2, \ldots, c_n$, pas tous nuls, tels que
$$c_1 \mathbf{v}_1 + c_2 \mathbf{v}_2 + \cdots + c_n \mathbf{v}_n = \mathbf{0}.$$
3. Démarche :
- Écrire l'équation vectorielle ci-dessus.
- Traduire cette équation en un système d'équations linéaires en fonction des composantes des vecteurs.
- Résoudre ce système pour les scalaires $c_i$.
4. Interprétation :
- Si la seule solution est $c_1 = c_2 = \cdots = c_n = 0$, alors les vecteurs sont linéairement indépendants.
- Si une solution non triviale existe (au moins un $c_i \neq 0$), alors ils sont linéairement dépendants.
5. Méthodes pratiques :
- Former une matrice dont les colonnes sont les vecteurs.
- Calculer le rang de cette matrice.
- Si le rang est inférieur au nombre de vecteurs, ils sont linéairement dépendants.
6. Exemple :
Soit $\mathbf{v}_1 = (1,2,3)$, $\mathbf{v}_2 = (2,4,6)$, $\mathbf{v}_3 = (0,1,1)$.
- On forme la matrice $A = \begin{pmatrix}1 & 2 & 0 \\ 2 & 4 & 1 \\ 3 & 6 & 1\end{pmatrix}$.
- Le rang de $A$ est 2 (car $\mathbf{v}_2 = 2 \mathbf{v}_1$), donc les vecteurs sont linéairement dépendants.
Ceci conclut la démarche complète pour vérifier la dépendance linéaire.