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Niveau Maths sup
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Diagonalisation d'une matrice

Posté par
these
29-03-08 à 17:38

Salut a tous
Je suis bloquee dans un exercice
Voici la matrice A=\(\array{1-b & 0 & 1-2a-b\\1 & -2 & 1\\-1+b & 0 & -1+2a+b}\) 
 \\ avec a et b deux parametres reels.
1/ calculer les valeurs propres et disuter leur multiplicite.
J'ai trouve le polynome caracteristique
P(x)=-(x+2)2(x-2a)
donc je dois discuter si a=-1 ou different de -1.
2/ A quelle conditions A est-elle diagonalisable?
si a=-1: l'ordre de multiplicite de -2 est egal a 3 mais dim(Ker(A-2I))=2
si non: l'ordre de multiplicite de -2 est egal a 2 mais dim(Ker(A-2I))=2 ssi a=-1, or on n'est pas dans ce cas.

D'apres ce que j'ai trouve A n'est pas diagonalisable pour tout a et b!!

Mais je dois trouver des conditons car la troisieme question est la suivante:
3/Trouver les matrices P et D telles que A=PDP-1, lorsque A est diagonalisable.


Vraiment je ne trouve pas ma faute.
Est ce que quelqu'un peut m'aider?
Merci d'avance.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:44

Bonjour

C'est le polynôme caractéristique qui est faux! Comme la première et la dernière ligne sont opposées, la matrice n'est pas inversible donc 0 est valeur propre.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:47

Bonjour

ton polynôme caractéristique n'est pas correct !

Tu dois trouver :\Large X^3-(-2+2a)X^2-4aX=X(X+2)(X-2a)

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:47

Salut Camélia !

Posté par
Camélia Correcteur
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:49

Bonjour monrow

Posté par
rogerd
Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:50

Bonjour!

Etes vous sûre du polynôme caractéristique?
La première et la dernière ligne sont opposées donc le déterminant est nul donc 0 est valzur propre.

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:52

Je m'exuse c'est une faute de frappe la matrice A=A=\(\array{-1-b & 0 & -1-2a-b\\1 & -2 & 1\\-1+b & 0 & -1+2a+b}\), donc le polynome caracteristique que j'ai trouve est juste.

Posté par
rogerd
Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:53

6 minutes après Camélia!

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:54

Je m'exuse c'est une faute de frappe la matrice A=\(\array{-1-b & 0 & -1-2a-b\\1 & -2 & 1\\-1+b & 0 & -1+2a+b}\), donc le polynome caracteristique que j'ai trouve est juste.

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 17:57

Oui, dans ce cas c'est juste les valeurs propres sont alors -2 et 2a de multiplicités respectives 2 et 1

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 18:01

Mais je ne trouve pas la faute dans mon raisonnement.
Si c'est juste je peux pas repondre a la troisiemme question.

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 18:02

Qu'est ce que vous pensez?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 18:18

\Large dim(Ker(A+2I_n))=1 c'est même Vect(0,1,0)

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 19:03

Salut monrow

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 19:04

salut ! ^^

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 19:08

Si a=-1 rang(A+2I)=1 d'ou dim(ker(A+2I))=2 different de om(-2)=3.

Si a different de -1 dim(ker(A+2I))=om(-2)=2 ssi a=-1 ce qui est impossible.

je ne vois pas ce que tu dis:  dim (ker)=1 c'est dans queele cas???

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 19:09

Il n'y pas d'idees pour m'aider??mes autres amis??

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 19:17

Cherchons Ker(A+2I)

3$\rm AX=-2X \Right \(\array{(-1-b)*x+(-1-2*a-b)*z+2*x\\x+z\\(-1+b)*x+(-1+2*a+b)*z+2*z}\)=\(0\\0\\0\)

On résout le système, on a directement : x=z=0 et y quelconque donc X=\(0\\y\\0\)

ainsi Ker(A+2I)=Vect(0,1,0)

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 19:47

ok d'apres ce que vous etes en train de dire
on a dim(ker(A+2I))=1 mais ordre de multiplicite de -2 est soit 2 soit 3. D'ou A n'est pas diagonalisable!!!

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:10

il n'y a pas d'idee???

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:12

en effet, je refais mes calculs, il y a une erreur

3$\rm%20AX=-2X%20\Right%20\(\array{(-1-b)*x+(-1-2*a-b)*z+2*x\\x-4*y+z\\(-1+b)*x+(-1+2*a+b)*z+2*z}\)=\(0\\0\\0\)

trouve x, y et z en fonction de a et b

de même pour l'autre valeur propre 2a

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:19

non le premier travail est juste.fais attention je pense que la 2eme ligne du systeme est x+z=0. n'est ce pas?

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:21

le pb n'est pas la.
le pb que:
dim(ker(A+2I))=1 mais ordre de multiplicite de -2 est soit 2 soit 3. D'ou A n'est pas diagonalisable!!!
donc qu'est ce que je dois dire pour la 3eme question?

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:27

Je ne trouve pas de reponse

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:27

je m'embrouille dans trop de calculs !

t'as la bonne idée mais tes caluls ne sont pas bons !

si a=-1, rg(A+2I)=1 et non 2

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:33

on resume:
j'ai trouve
si a=-1 rg(A+2I)=1
ce qui donne dim(Ker)=2 mais om(-2)=3


si adifferent de -1 rg(A+2I)=2
ce qui donne dim(Ker)=1 mais om(-2)=2

Donc dans les deux cas A n'est pas diagonalisable.
Est ce que c'est juste ce que je suis en train de dire?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:43

je trouve comme toi !

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:43

Comme meme il n'y a pas trop de calculs a faire

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:43

et j'ai même vérifié sur maple !

t'as pas une erreur dans la matrice ou quelque chose?

Posté par
these
re : Diagonalisation d'une matrice 29-03-08 à 20:44

Alors??????????????en tout cas merci pour votre aide cher ami.



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