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Des qsuestions de cours (Algèbre)


maths supDes qsuestions de cours (Algèbre)

#msg1923516 Posté le 25-06-08 à 14:45
Posté par Profilbizbiz bizbiz

Salut,

J'ai des problèmes avec quelques notions de cours que je n'est pas compris, j'espère que je trouverai ici des réponses à mes question :

Donc voilà  :

C'est un exemple de cours :
Il s'agit de montrer que la matrice suivante est diagonalisable et la diagonaliser : \[\array{2&1&1\\1&2&1\\1&1&2}\]

On  commence par le polynôme caractéristique :

P(X)=(4-X)(1-X)^2 (après un calcul que j'ai compris)

Donc : Sp=\{1,4\} et m(1)=2 , m(4)=1

On a : P est scindé dans K[X].
de plus :
notons SEP(\lambda) le sous espace propre associé à \lambda :

Donc : \dim(SEP(1))=3-rg \[\array{1&1&1\\1&1&1\\1&1&1}\] = 3-1=2=m(1)

et m(4)=1=\dim(SEP(4))  

1)
Ma question est :  pourquoi à t-on directement sû que 1=\dim(SEP(4)) ? car quand j'utilise le théorème du rang :

\dim(SEP(4))=3-rg \[\array{-2&1&1\\1&-2&1\\1&1&-2}\]

je ne vois pas pourquoi  rg \[\array{-2&1&1\\1&-2&1\\1&1&-2}\]=1 ?

Merci
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923517 Posté le 25-06-08 à 14:48
Posté par ProfilTigweg Tigweg

Bonjour,

justement le rang de ta matrice vaut 2 (il existe une sous-matrice d'ordre 2 inversible), donc la dimension de l'espace propre est bien 3-2 =1 .
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923520 Posté le 25-06-08 à 14:50
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Bonjour

La dimension d'un sous-espace propre est toujours inférieure à l'ordre de multiplicité de la valeur propre. Si celle-ci est simple, il n'a pas le choix, il est de dimension 1.

Coucou Greg
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923530 Posté le 25-06-08 à 15:00
Posté par ProfilTigweg Tigweg

Salut Camélia!
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923551 Posté le 25-06-08 à 15:26
Posté par Profilbizbiz bizbiz

Merci Camélia et tigweg !

Je continue :

Donc la matrice est diagonalisable .

Cherchons les vecteurs propres :

Soit (e_1,e_2,e_3) la base canonique .

Soit x=x_1e_1+x_2e_2+x_3e_3=(x_1,x_2,x_3)\in K^3

x\in SEP(4)\Leftrightarrow AX=4X avec X=\[\array{x_1\\x_2\\x_3}\] (la matrice en question est noté A)

alors :

x\in SEP(4)\Leftrightarrow\{{2x_1+x_2+x_3=4x_2\\ x_1+2x_2+x_3=4x_2\\x_1+x_2+2x_3=4x_3}

\Leftrightarrow\{{2x_1-x_2-x_3=0\\ x_1-2x_2+x_3=0\\x_1+x_2-2x_3=0}

\Leftrightarrow\{{2x_1-x_2-x_3=0\\ -3x_2+3x_3=0\\3x_2-3x_3=0}

\Leftrightarrow\{{2x_1-x_2-x_3=0\\ 2x_2-x_3=0\\0=0}

\Leftrightarrow\{{2x_1-x_2=x_3\\ x_2=x_3\\0=0}

\Leftrightarrow\{{x_1=x_3\\ x_2=x_3}

\Leftrightarrow x=x_1(e_1+e_2+e_3)

Donc :
SEP(4)=Vect(e_1+e_2+e_3)

Là, j'ai rien compris !  pourquoi SEP(4) est ce vect ? et qu'est ce qu'on fera avec, on voulait au depart trouver les vecteurs propres et maintenant ca ?

Merci    
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923559 Posté le 25-06-08 à 15:33
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Tu viens de trouver que les éléments de SEP(4) sont de la forme (x,x,x). Il est naturel, mais pas obligatoire, de choisir (1,1,1) comme base de ce sous-espace.
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923561 Posté le 25-06-08 à 15:34
Posté par Profilbizbiz bizbiz

Vous voulez dire que (1,1,1) est un vecteur propre ? pourquoi ?
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923564 Posté le 25-06-08 à 15:36
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Parceque A(1,1,1)=(4,4,4)
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923565 Posté le 25-06-08 à 15:37
Posté par Profilbizbiz bizbiz

et si on choisissait (2,2,2) ou (100,100,100)? ce sont aussi des vec.propres ?
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923567 Posté le 25-06-08 à 15:39
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Bien sur! par définition SEP(4) est l'ensemble de tous les vecteurs propres associés à la valeur propre 4.
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923570 Posté le 25-06-08 à 15:42
Posté par Profilbizbiz bizbiz

Donc pour remplir la 1ère colonne de la matrice de passage, on choisit : \[\array{1\\1\\1}\]

peut-on choisir \[\array{10\\10\\10}\] ?
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923576 Posté le 25-06-08 à 15:44
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Oui, on peut! mais vu qu'on sera amené à l'inverser, on n'a pas trop intérêt à compliquer. En revanche il y a des cas ou (-1,-1,-1) peut être intéressant.
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923581 Posté le 25-06-08 à 15:46
Posté par Profilbizbiz bizbiz

Ok , merci bcp :

Je continue :

x\in SEP(1)\Leftrightarrow x_1+x_2+x_3=0

Donc : SEP(1)=Vect(e_1-e_3,e_2-e_3) pourquoi ?
re : Des qsuestions de cours (Algèbre) #msg1923598 Posté le 25-06-08 à 15:57
Posté par ProfilCamélia Camélia Correcteur

Cette fois c'est de dimension 2. Les éléments sont de la forme

\(\begin{array}{c}x_1\\ x_2\\ -x_1-x_2\end{array}\)=x_1\(\begin{array}{r}1\\ 0\\ -1\end{array}\)+x_2\(\begin{array}{r}0\\ 1\\ -1\end{array}\)

donc les vecteurs e1-e3 et e2-e3 forment une base.

Cette base n'est pas unique! J'aurais pu exprimer x1 en fonction de x2 et x3.

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