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Niveau Maths sup
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Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation

Posté par
maxou_n
05-01-08 à 13:49

Bonjour Raymond,

Je vais t'exposé le problème
J'ai fais 75 pour cent de l'exercice mais je bloque à la derniere question sur le procédé de schmidt

voila le sujet:

Soit Q la forme quadratique sur R² admettant dans la base canonique B=(e1,e2) l'expression :

Q(v)=2x12+2x22+2x1x2

1- Déterminer la matrice M qui représente Q dans la base canonique.Ma réponse est:

2 1
1 2

2-Déterminer les Valeurs Propres et les vecteurs propres de M.J'ai trouvé:

Valeur propre lambda=1 et lambda =3

vecteur propre:

lambda=1 ( M-I)x=0  ----> X=x(1,-1)
lambda=3  (M-3I)x=0 ----->X=x(1,1)

3-Montrer que M est la matrice d'un produit scalaire et déterminer une base orthonormée pour ce produit scalaire formée de vecteurs propres.

ma réponse est:

M est un P.S car les valeurs propres 1 et 3 sont strictement positives.

la base orthonormée

la matrice,
1 1
-1 1

ne convient pas car les 2 colonnes, qui représentent des V.P
,ne forment pas une base orthonormée pour le Produit scalaire ordinaire de R².

Néanmoins,ils sont déja orthogonaux.

la matrice de passage R est:

R=s 1 1
     -1 1
avec s= 1/(2)

on vérifie que tR.R=Id - --> tR=R-1

4- En utilisant la méthode de schmidt déterminer une nouvelle base orthonormée pour le produit scalaire construite à partir de la base canonique B.

Peux tu me détailler cette question et me donner aussi l'autre méthode: par la décomposition de Gauss.
Je pense que je n'ai pas encore trop saisi cette partie, malheureusement.

Merci d'avance

Posté par
raymond Correcteur
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 05-01-08 à 21:41

Bonsoir.

D'accord avec toi pour le début.

Soit (u1,u2) la base canonique de R² et (v1, v2) une base orthogonale pour le produit scalaire de l'énoncé que je note f.

La méthode de Schmidt s'écrit :

2$\textrm\{{v_1 = u_1\\v_2 = u_2 + k_{21}.v_1

Pour trouver le coefficient k21, on exprime que v1 et v2 sont f-orthogonaux :

f(v1 , v2) = 0 donne :

2$\textrm k{21} = -\fra{f(u_2,v_1)}{f(v_1,v_1)}

Il te reste à faire le calcul.

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 05-01-08 à 23:14

que vaut u1 u2
dans mon cas

Posté par
raymond Correcteur
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 06-01-08 à 00:27

(1,0) et (0,1)

Posté par
maxou_n
algebre linéaire 06-01-08 à 00:34


je trouve

1 0
0 3

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 06-01-08 à 00:36

je me suis trompé
c'est pas ca

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 06-01-08 à 11:42

je ne vois pas du tout
désolé

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 06-01-08 à 20:14

Bonsoir Raymond,

Est-ce que je pourrais avoir des explications sur cette question?

Que vaut V1 et V2? personnellement je fais un blocage
Est-ce que V1=1?

Posté par
raymond Correcteur
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 06-01-08 à 23:34

Bonsoir maxou_n.

Que se passe-t-il ? Les vacances ont été trop longues?

Tu as la base canonique de R² :

u1 = (1,0)
u2 = (0,1)

C'est vraiment élémentaire.

Ensuite, tu appliques le schéma de construction de Schmidt que je t'ai indiqué plus haut.

Donc

1°) v1 = u1 = (1,0)

2°) Tu écris v2 comme je te l'indique et en exprimant que v2 est orthogonal à v1 tu trouves la valeur de la constante.

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 12:45

Bonjour raymond,

V2=U2+K21.V1
k21=-((0,1),(1,1)/((1,0),(1,0))
V2=(0,1)-(((0,1),(1,1)/((1,0),(1,0))).(1,0)

Posté par
raymond Correcteur
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 13:48

Bonjour.

Dans l'énoncé, tu as l'expression du produit scalaire :

(x|y) = tX.M.Y

Donc, tu vas vite me calculer les produits scalaires te donnant la constante k21.

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 15:06

(u2,v1)=(u2,u1)=1
(u1,u1=2
k21=-1/2

Posté par
raymond Correcteur
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 15:49

2$\textrm(u_2|v_1) = (1 0).\begin{pmatrix}2&1\\1&2\end{pmatrix}.\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix} = 1

2$\textrm(v_1|v_1) = (1 0).\begin{pmatrix}2&1\\1&2\end{pmatrix}.\begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix} = 2

Donc :

2$\textrm k_{21} = -\fra{1}{2}

D'où :

2$\textrm v_1 = \begin{pmatrix}1\\0\end{pmatrix} \ , \ v_2 = \begin{pmatrix}-1/2\\1\end{pmatrix}

Ensuite tu normes ...

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 16:58

La nouvelle base orthonormée est:
(V1=e1, V2=-(1/3)e1+(2/3)e2)

Posté par
raymond Correcteur
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 17:04

Attention, la norme se calcule avec le produit scalaire de l'énoncé.

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 18:47

V1=1/5 e1,
v2=-1/5 e1+25 e2?

Posté par
raymond Correcteur
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 19:26

Comment trouves-tu ces résultats ?

Tu as trouvé que (v1 | v1) = 2

donc : ||v1||² = 2

||v1|| = 2$\sqrt{2}

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 07-01-08 à 21:33


(v2/v2)=2
donc:
||v2||2=2
||v2||=2

au final
V1=e1/2
V2=-(2/2)e1+2e2

Posté par
maxou_n
Algèbre bilinéaire, procédé d'orthonormalisation 08-01-08 à 18:48

Bonsoir Raymond
Je sais très bien que je t'en fais voir de toutes les couleurs!!!
mais j'aimerai prolonger cet exercice en faisant la deuxieme la méthode pour répondre a la question 4.



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