Espaces vectoriels euclidiens

Exo 5

Commencez par chercher à résoudre l'exercice par vous-même.

Si vous manquez d'idée pour débuter, consultez l'indice fourni et recommencez à chercher.

Une solution détaillée vous est ensuite proposée.

Soit un espace vectoriel euclidien.

Soit l'application définie par : .

Question

Démontrer que : .

Indice

Développez et utilisez les identités de polarisation.

Solution

.

Or : et .

Donc : .

Conclusion : .

Question

En déduire que, dans un tétraèdre , on a : .

Indice

Utilisez l'application et l'inégalité triangulaire.

Solution

L'inégalité est évidente si deux des points sont confondus.

On suppose donc dans la suite que les points , , et sont deux à deux distincts.

Donc les vecteurs , et ne sont pas nuls.

On peut donc utiliser l'application .

Or : .

Donc, d'après l'inégalité triangulaire : .

Donc : .

Donc : .

Or : , et .

Conclusion : .

Remarque

Cette inégalité est connue sous le nom d'inégalité de Ptolémée.

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