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Niveau Licence Maths 1e ann
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diagonalisation

Posté par
brakos
15-11-09 à 16:38

bonjour,

voilà j'ai un exercice et je n'arrive pas à le débuter

soit B une matrice carré symétrique définie positive de valeurs propres a1...an. Montrer qu'il existe un polynôme de degré inférieur ou égal à n-1 tel que P(ai2)=ai pour tout i de [| 1;n |] et que   P(B2)=B

la seule chose que j'ai pu remarquer grâce à mon cours, c'est que les valeurs propres de B sont strictement positives et que le polynôme caractéristique (P(B)=0) de B est de degré n. A part ça je patauge

Posté par
raymond Correcteur
re : diagonalisation 15-11-09 à 17:21

Bonsoir.

Soient \textrm a_1, ... , a_N les N valeurs propres distinctes de B, 1 N n.

Considérons alors \textrm P(X) = k_0 + k_1X + ... + k_{N-1}X^{N-1}

La condition \textrm P(a_i^2) = P(a_i) , 1 i N, donne un système d'ordre N d'inconnues \textrm k_0 , k_1 , ... , k_{N-1} dont le déterminant principal est un déterminant de Vandermonde non nul.

Donc, on peut déterminer \textrm k_0 , k_1 , ... , k_{N-1}

Posté par
perroquet
re : diagonalisation 15-11-09 à 17:26

Bonjour, brakos

L'existence du polynôme P est une conséquence du cours sur les polynômes d'interpolation de Lagrange(qui ne se situe pas dans le cours sur les matrices symétriques ou le cours sur la réduction des endomorphismes).

Pour le deuxième résultat, on écrit que
B = Q diag( a_1,...,a_n) Q^(-1)
puis que
P(B²) = Q diag(P(a_1²),...,P(a_n²)) Q^(-1)

Posté par
perroquet
re : diagonalisation 15-11-09 à 17:27

Devancé
Bonjour, raymond

Posté par
raymond Correcteur
re : diagonalisation 15-11-09 à 17:33

Bonjour Perroquet.

Ta méthode est plus agréable que la mienne qui suppose connu le déterminant de Vandermonde.

Posté par
brakos
re : diagonalisation 15-11-09 à 18:11

merci pour vos réponses !!

Du coup on ne se sert pas de l'hypothèse que B est symétrique, et j'imagine que le fait que les valeurs propres soient strictement positives fait que dans la résolution du système, exhibée par Raymond, on aura à calculer un déterminant (qui sera non nulle) avec des conditions sur la ai à savoir d'être non nulles?



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