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Niveau Maths sup
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Trace de matrices

Posté par antoine_88 (invité) 06-01-08 à 18:26

L'exercice est de démontrer que pour deux matrices A et B de Sn(R), on a:
tr^2(AB+BA) est inférieure ou égale à 4*tr(A^2)*tr(B^2)
Je ne sais pas quoi faire.
Merci de m'aider à démarer cet exercice.

Posté par
Cauchy
re : Trace de matrices 06-01-08 à 18:47

Salut,

introduis la forme bilinéaire symétrique (A,B)-->tr(AB+BA).

Si on montre que c'est un produit scalaire, Cauchy-Schwarz nous donne l'inégalité.

Posté par
soucou
re : Trace de matrices 06-01-08 à 18:49

Tu poses A=(a_{i,j}) et B=(b_{i,j}).

Après quelques manipulations (en écrivant les produits), je parviens à comparer :

\displaystyle (tr(AB+BA))^2=4\bigsum_{i=1}^n\bigsum_{k=1}^na_{i,k}b_{k,i} et \displaystyle\!4tr(A^2)tr(B^2)=4\left(\bigsum_{i=1}^n\bigsum_{k=1}^na_{i,k}^2\right)\left(\bigsum_{i=1}^n\bigsum_{k=1}^nb_{i,k}^2\right)

Puis voir au niveau des sommes géométriques et arithémiques peut-être.

Posté par antoine_88 (invité)re : Trace de matrices 06-01-08 à 19:01

Merci pour vos réponses.Je crois que je vois comment faire maintenant.

Posté par
raymond Correcteur
Trace de matrices 06-01-08 à 23:58

Bonsoir.

On sait que l'application

f : Sn(R) X Sn(R) ---> R définie par f(A,B) = tr(AB)

est un produit scalaire sur Sn(R) que je note ( | ).

D'autre part, les propriétés de la trace donnent :

tr(AB + BA) = tr(AB) + tr(BA) = tr(AB) + tr(AB) = 2tr(AB) = 2(A|B)

Donc :

[tr(AB + BA)]² = 4(A|B)².

Par ailleurs :

tr(A²) = ||A||² et tr(B²) = ||B||²

L'égalité que tu as à prouver est donc celle de Cauchy-Schwarz.



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