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Niveau Licence Maths 1e ann
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A propos de fonctions implicites.

Posté par
Camélia Correcteur
15-10-08 à 17:08

On munit l'espace vectoriel \mathbb{R}^n du produit scalaire euclidien <\ ,\ >
et on désigne par {\cal L}(\mathbb{R}^n) l'espace vectoriel des endomorphismes linéaires de \mathbb{R}^n muni de la norme d'opérateur associée à la norme euclidienne.


a) Soit F:{\cal L}(\mathbb{R}^n)\times\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}\to \mathbb{R}^n\times\mathbb{R} la fonction définie par

F(u,x,\lambda)=(u(x)-\lambda x,<x,x>-1)

Calculer \fr{\partial F}{\partial (x,\lambda)}(u_0,x_0,\lambda_0)(h,\mu) pour chaque (u_0,x_0,\lambda_0)\in {\cal L}(\mathbb{R}^n)\times\mathbb{R}^n\times \mathbb{R} et chaque (h,\mu)\in\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}.

b) Soient u_0\in {\cal L}(\mathbb{R}^n) et x_0\in \mathbb{R}^n. On suppose que dim (\ker (u_0^2))=1 et que x_0 est un vecteur de norme 1 de \ker u_0. Montrer qu'il existe un voisinage U de u_0 dans {\cal L}(\mathbb{R}^n), un voisinage V de (x_0,0) dans \mathbb{R}^n\times \mathbb{R}, et une fonction \varphi:U\to V de classe C^1 tels que pour u\in U, (x,\lambda)=\varphi(u) soit le seul couple de V formé d'un vecteur propre x de norme 1 de u associé à une valeur propre \lambda de u.

Posté par
mrnocnoc
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 17:37

a)  ( u_0(h)-\lambda_0 h -\mu x,2<x_0,h> )

Posté par
H_aldnoer
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 17:56

Notons \Large F_1(u,x,\lambda)=u(x)-\lambda x et \Large F_2(u,x,\lambda)=<x,x>-1 de sorte que \Large F=(F_1,F_2).


J'ai du mal!
Je suppose que c'est :
\Large F_1\,et\,F_2 sont partiellement différentiable en \Large x (resp. \Large \lambda) \Large\Leftrightarrow \Large F est partiellement différentiable en \Large x (resp. \Large \lambda) ?


Si oui, j'ai du mal a voir qui est qui et quoi est quoi!
\Large \frac{\partial F}{\partial x} est bien une application de \Large \mathcal{L}(\mathbb{R}^n)\times\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}^n dans \Large\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}^n?

Je ne saisi pas la notation \Large\fr{\partial F}{\partial x}(u_0,x_0,\lambda_0)(h,\mu).

Posté par
H_aldnoer
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 17:59

Non, c'est même \Large\fr{\partial F}{\partial (x,h)}(u_0,x_0,\lambda_0)(h,\mu) !

Posté par
mrnocnoc
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 18:20

b) regardons la différentielle précédente, pour l'inverser avec \lambda_0=0.
Il faut écrire h=h_0+h_1 , où l'on a décomposé l'espace selon <x_0>+H_1 .
<x_0> désigne l'espace engendré par x_0, H_1 est son orthogonal pour la structure euclidienne.

Si l'on connait u_0(h)-\mu x_0 et <x_0,h>, on connait déjà h_0=\frac{<x_0,h>}{||x_0||^2}x_0.

On remarque que \pi_{1} \circ u_0 est inversible de H_1 dans H_1, où \pi_1 désigne projection orthogonale sur H_1. Je m'explique:
Le noyau de u_0 est de dimension 1, et u_0(H_1) ne rencontre pas le noyau de \pi_1.
En effet, l'image de u_0 ne rencontre pas le noyau de u_0 d'après la dimension de Ker(u^2). Ce noyau est justement celui de \pi_1

On en déduit que l'on peut alors calculer h_1 en faisant la projection de u_0(h)-\mu x_0 sur H_1.

On peut enfin calculer aisément \mu maintenant que l'on connait h_0 et h_1

Donc la différentielle est inversible, et on peut appliquer le théorème des fonctions implicites.

Posté par
H_aldnoer
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 18:22

mrnocnoc, c'est bien gentil, mais j'aurai bien aimé chercher un peu ... lol

Posté par
mrnocnoc
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 18:27

Je suppose que c'est :

 \\ \Large F_1\,et\,F_2 sont partiellement différentiable en \Large x (resp. \Large \lambda) \Large\Leftrightarrow \Large F est partiellement différentiable en \Large x (resp. \Large \lambda) ?
oui

\Large \frac{\partial F}{\partial x} est bien une application de \Large \mathcal{L}(\mathbb{R}^n)\times\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}^n dans \Large\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}^n?
non, elle va dans \Large \mathcal{L}(\mathbb{R}^n)

Posté par
H_aldnoer
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 18:31

Pourquoi?
\Large\frac{\partial F}{\partial (x,\lambda)} c'est quoi? J'ai jamais vu cette notation en fait!

Posté par
mrnocnoc
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 18:43

On considère F comme une fonction de x et \lambda seulement, en fixant u_0. Notons F_{u_0} l'application ainsi obtenue.

F_{u_0} est une application qui va de \Large\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}
 \\ dans \Large\mathbb{R}^n\times\mathbb{R}
 \\ .

Si cette application a une différentielle au point (x_0,\lamnda_0), alors cette différentielle est par définition \Large\frac{\partial F}{\partial (x,\lambda)}(u_0,x_0,\lambda_0)

Posté par
H_aldnoer
re : A propos de fonctions implicites. 15-10-08 à 18:49

Ok, je comprend beaucoup mieux le raisonnement.
J'ai bien saisi comment tu as traité la suite, mais j'aurai piétiné plus longtemps !



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