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Niveau Licence Maths 1e ann
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changement de base

Posté par
deby95
15-01-09 à 11:54

Bonjour !

Voila j'ai un exercice sur les changement de base et je n'arrive pas à comprendre comment faire . Voici l'énoncé :

Montrer que les vecteurs (1,1,1) , (-1,1,0) et (1,0,-1) forment une base de R^3 . (Ca, je sais le faire) .

Calculer les coordonnées respectives des vecteurs (1,0,0) , (1,0,1) , (0,0,1) dans cette base.

Donc voila je sais que la base de départ c'est la base canonique (1,0,0) , (0,1,0) , (0,0,1).

Il faut donc trouver la matrice de passage P pour passer de la base canonique à l'autre ?

Je sais que PX'=X ou X est l'ancienne et X' la nouvelle, mais je n'arrive pas à la trouver ni a trouver les nouvelles coordonnées.

Merci d'avance de me guider un peu .

Posté par
torio
re : changement de base 15-01-09 à 12:48

On bien on pose :
(1,0,0) = x*(1,1,1) + y*(-1,1,0) + z*(1,0,-1)
(1,0,1) = x*(1,1,1) + y*(-1,1,0) + z*(1,0,-1)
(0,0,1) = x*(1,1,1) + y*(-1,1,0) + z*(1,0,-1)


et on résoud le système

Posté par
deby95
re : changement de base 15-01-09 à 12:55

Merci beaucoup !

Posté par
pythamede
re : changement de base 15-01-09 à 13:15

Pour faciliter le travail, je propose de poser
\vec{v_1}=\vec{i}
\vec{v_2}=\vec{j}
\vec{v_3}=\vec{k}
Puis :
\vec{V_1}=\vec{I}
\vec{V_2}=\vec{J}
\vec{V_3}=\vec{K}

Soit P la matrice suivante :

P=\begin{pmatrix} 1 & 1&1 \\ -1 & 1&0 \\ 1&0&-1 \end{pmatrix}

Nous constatons qu'avec ces notations :

\vec{V_k}=\sum_{i=1}^3\, P_{k,i} \vec{v_i} [1]

De même si les coordonnées de \vec{i},\vec{j} et \vec{k} dans le repère \vec{I},\vec{J},\vec{K} sont données par la matrice Q :

P=\begin{pmatrix} Q_{1,1} & Q_{1,2} & Q_{1,3}\\ Q_{2,1} & Q_{2,2} & Q_{2,3} \\ Q_{3,1} & Q_{3,2} & Q_{3,3} \end{pmatrix}

on aura :

\vec{v_i}=\sum_{l=1}^3\, Q_{i,l} \vec{V_l} [2]

En reportant [2] dans [1] on obtient :

\vec{V_k}=\sum_{i=1}^3\, P_{k,i} (\sum_{l=1}^3\, Q_{i,l} \vec{V_l})

\vec{V_k}=\sum_{l=1}^3\, [\sum_{i=1}^3\,{P_{k,i}Q_{i,l}] \vec{V_l})

Or la quantité [\sum_{P_{k,i}Q_{i,l}] n'est autre que R_{k,l}, si R=PQ !

Et l'on sait
que \vec{V_1}=1*\vec{V_1}+0*\vec{V_2}+0*\vec{V_3}
que \vec{V_2}=0*\vec{V_1}+1*\vec{V_2}+0*\vec{V_3}
que \vec{V_3}=0*\vec{V_1}+0*\vec{V_2}+1*\vec{V_3}

ce qui veut dire que R est la matrice unité !

En conséquence, la matrice Q contenant les coordonnées des \vec{v_i} dans la base des \vec{V_k} n'est autre que l'inverse de la matrice P contenant les coordonnées des \vec{V_k} dans la base des \vec{v_i}



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