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Niveau Maths sup
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A propos des Espaces Vectoriels ...

Posté par
Berkeley
07-03-10 à 15:35

[tex]Bonjour, j'ai un peu de mal avec un exo de maths :
On suppose que E est un R-ev et que u L(E). On suppose que u vérifie u2-8u + 12 IdE = 0

on pose p=1/4(u-2 IdE) et q= -1/4(u-6 IdE)

J'ai montré que p et q étaient des projecteurs, que p+q= IdE , que u= 6p+2q.

On demande après :
Calculer un à l'aide de p et q. Peut on étendre cette propriété aux puissances négatives?

On suppose maintenant que E a pour base B=(e1,e2) et que MB,B(u) = la matrice 2 lignes 2 colonnes : (18 -16)
                                                      (12 -10) (c'est la2eme ligne)
Vérifier que u2-8u+12IdE = 0

(J'ai mis la matrice au carré mais je n'arrive pas à expliquer le résultat obtenu..)
Déterminer u2010(e1)
La je BLOQUE!

Merci de m'aider ! svp...

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 15:59

Bonjour.

Remarque que : poq = qop = O et que pk = p et que qk = q

Donc, en appliquant la formule du binôme : \textrm u^n = 6^np+2^nq

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 16:06

Ah d'accord! dans ce cas, on peut effectivement étendre la propriété aux puissances négatives puisque la puissance est sur 6 et sur 2 !

Merci !

et pour la question avec 2010 en puissance je ne vois pas trop comment faire à part si on trouve la matrice puissance 2010 de u et dans ce cas on pourra lire directement u2010(e1) ...

Merci beaucoup j'essaye d'avancer mais sans résultats...

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 16:11

et au fait je ne trouve pas pk = p

je crois que j'ai une erreur de signe. Je vérifie

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 16:20

D'abord, u² - 8u + 12e = 0 signifie que u est inversible.

En effet, cela s'écrit :

\textrm uo[\fra{-1}{12}(u-8e)] = e

Maintenant effectue le calcul :

\textrm (6^np+2^nq)o(6^{-n}p+2^{-n}q)

Pour la suite :

\textrm u^{2010}(e_1) = (6^{2010}p+2^{2010}q)(e_1)

Il te reste donc à chercher p(e1) et q(e1)

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 16:21

p² = p
p3 = p² = p

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 16:25

On n'a pas vu ceque signifiait "u est inversible" :s pouvez vous m'expliquer?

Merci beaucoup de votre aide, je continue les calculs en parallele.

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 16:28

inversible signifie avoir une fonction réciproque : u-1, de telle sorte que uou-1 = u-1ou = e (Identité)

Ici, \textrm u^{-1} = \fra{-1}{12}(u-8e)

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 16:34

Mais comment avez vous trouvé u-1 ?
par quel calcul?

et une petite précision svp, cette information :
poq = qop = O
nous permet de dire que 6npn o 2nqn équivaut en fait à:
6np+2nq  ?

Merci encore

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 17:08

Je t'ai donné le calcul de l'inverse de u : 07-03-10 à 16:20

Tu sais calculer (A+B)n ?

Puisque poq = qop = O, cela signifie :

1°) que l'on peut appliquer la formule du binôme car p et q commutent

2°) tous les termes de cette formule contenant des produits du type poq ou qop seront nuls

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 17:11

(A+B)n = (k parmi n) AnBn-k c'est bien ça?

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 17:33

Alors pour (6np +2nq) o (6-np+2-nq) je trouve = (p+q)2

c'est bien ça? mais à quoi cela nous sert-il? c'est égal à :
un o u-n

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 17:47

Tu trouve donc (Id)² = Id

Ceci prouve tout simplement que \textrm 6^{-n}p+2^{-n}q = (6^np+2^nq)^{-1} = (u^n)^{-1} = u^{-n}

Donc, pour tout entier relatif n :

\textrm u^n = 6^np+2^nq

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 17:54

Si A et B commutent (AB = BA), on a :

\textrm (A+B)^n = \Bigsum_{k=0}^nC_n^kA^kB^{n-k}

Ici, comme p et q commutent :

\textrm (6p+2q)^n = \Bigsum_{k=0}^nC_n^k(6p)^k(2q)^{n-k}

Mais poq = qop = 0 : tous les termes contenant un produit pq disparaîssent.

Il ne reste que les deux termes extrêmes :

\textrm (6p+2q)^n = (6p)^n+(2q)^{n}

Mais pn = p et qn = q, donc, finalement :

\textrm u^n = (6p+2q)^n = 6^np+2^{n}q

Tu arrives à comprendre ?

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 18:00

Ahh oui c'est donc CET argument la qui montre que l'on peut utiliser la propriété aux puisances négatives!
Merci beaucoup en plus j'ai compris!

Pour p(e1) et q(e1) peut -on se servir de la Matrice?
en fait on a la matrice de u mais u=6p+2q donc en fait u(e1)=6p(e1)+2q(e1)

on obtient un système :
18 = 6p(e1) +2q(e1)
12 = 6p(e1) +2q(e1)

Mais en divisant chaque égalité par 2 on se retrouve avec :
3p(e1) + q(e1) = 9
3p(e1) + q(e1)= 6

Est-ce possible?

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 18:01

Oh oui pour p et q qui commutent j'ai bien compris maintenant merci beaucoup!!

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 18:17

Sauf erreur de calcul :

u(e1) = (18,12)

p(e1) = (1/4)(u-2Id)(e1) = (1/4)((18,12)-(2,0)) = (4,3)

q(e1) = (-1/4)(u-6Id)(e1) = (-1/4)((18,12)-(6,0)) = (-3,-3)

u2010(e1) = 62010p(e1)+22010q(e1) = 62010(4,3)+22010(-3,-3)

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 18:22

pourquoi remplacez vous l'identité par (2,0)?

Merci beaucoup !
pouvions nous y arriver grace au système? :s

Merci

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 18:25

Essaie de trouver certains passages tout(e) seul(e) :

2Id(e1) = 2(e1) = 2(1,0) = (2,0)

Posté par
Berkeley
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 18:30

aah oui pardon ce sont les coordonnées de e1 dans la base B.

D'accord je vous remercie beaucoup ! passez une bonne soirée.

Posté par
raymond Correcteur
re : A propos des Espaces Vectoriels ... 07-03-10 à 18:54

Bonne soirée également



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