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Niveau Maths sup
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diagonalisation

Posté par
aimericdudu
27-09-11 à 18:34

bonjour. pourriez vous m'aider. svp


Soit f une application linéaire de R3 dans R3
tq  f^2=f^4 et  1 et -1 sont des valeurs propres.
Montrer que f est diagonalisable.



Merci d'avance.

Posté par
Narhm
re : diagonalisation 27-09-11 à 18:52

Bonjour,

Regarde les possibilités que tu as pour le polynôme caractéristique P de f, sachant que :
¤ deg(P)=3,
¤ 1 et -1 sont valeurs propres de A donc ...

Posté par
aimericdudu
re : diagonalisation 27-09-11 à 19:03

le polynôme caractéristique c'est bien P(X)= X^4-X²=0  donc il est pas de degré=3

Posté par
Narhm
re : diagonalisation 27-09-11 à 19:25

Ne confonds pas polynôme annulateur et polynôme caractéristique !
Le polynôme caractéristique d'un endomorphisme d'un espace vectoriel de dimension n est toujours de degré n. Ce n'est pas moi qui l'affirme mais un théorème.

Posté par
aimericdudu
re : diagonalisation 27-09-11 à 19:44

on voit pas ça en HEC dsl je ne connais pas y aurait pas une autre mzthode ??

Posté par
Narhm
re : diagonalisation 27-09-11 à 19:53

Tu connais la définition du polynôme caractéristique non?
Sinon tu connais un critère de diagonalisation utilisant les sous espaces propres ou leurs dimensions ?

Posté par
aimericdudu
re : diagonalisation 27-09-11 à 19:57

non jamais entendu parlé du poly annulateur parcontre les critère oui, mais bon je sais pas comment prouver que dim de E1 + dim E-1 =3 ou encore que E1+ rond E-1 =R^3

Posté par
Narhm
re : diagonalisation 27-09-11 à 20:05

Ok.
Justement, ce n'est pas toujours le cas.

Est-ce que tu connais le lemme des noyaux ?

Posté par
aimericdudu
re : diagonalisation 27-09-11 à 20:21

non plus.
Tant pis je posterai la réponse demain.

Posté par
Narhm
re : diagonalisation 27-09-11 à 20:56

Non ce n'est pas un soucis, c'est juste pour essayer de voir tes outils.

Bref, on peut distinguer deux cas.
¤ f est inversible : dans ce cas, l'égalité de départ devient f^2=id, c'est à dire (f-id)\circ (f+id)=(f+id)\circ (f-id)=0.
Ainsi tu peux montrer que \R^3=E_1\oplus E_{-1}=\ker(f-id)\oplus \ker(f+id) à la main.
Cela implique bien que f est diagonalisable avec pour valeurs propres 1 et -1 seulement.

¤ f n'est pas inversible : dans ce cas, cela veut dire que 0 est une valeur propre de f.
Soit tu sais que dans un espace vectoriel de dimension n, si un endomorphisme a n valeurs propres distincts alors il est diagonalisable, auquel cas c'est fini.
Soit tu montres à la main que  \R^3=E_1\oplus E_{-1}\oplus E_0=\ker(f-id)\oplus \ker(f+id)\oplus\ker(f) et tu en déduis encore que f est diagonalisable avec pour valeurs propres 1,-1 et 0.



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