Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

dimension d'un sous espace matriciel

Posté par
brocoli
19-04-08 à 14:29

bonjour,

une question de mon DM me pose problème, et je préfère qu'on me donne des pistes que la réponses sinon ca me sert pas a grand chose!

A est une matrice n*n à coefficients K donnée. Montrer que l'ensmeble {MMn(K)| AM=MA} est un sev de Mn(K) (ca c'est OK)

Montrer que la dimension de ce sev est 2.
ca j'ai aucune idée de comment commencer l'exercice!

Posté par
infophile
re : dimension d'un sous espace matriciel 19-04-08 à 14:31

Bonjour

Et si tu essayais de voir ce qui se passe si la dimension était égale à 1 ?

Posté par
brocoli
re : dimension d'un sous espace matriciel 19-04-08 à 15:04

Comme c'est un sev, il admet des supplémentaires.
comme on prend dim=1, il faut que la dimension du supplémentaire soit égale a n²-1.

sinon j'ai une autre idée
: M ->MA-AM est un endomorphisme de Mn(K)
Si j'essaye de déterminer les matrices qui commutent avec les matrices élémentaires j'aboutirai a quelques choses? j'ai gribouillé 2-3trucs sur mon brouillons mais je ne trouve pas que ca m'avance.

Posté par
brocoli
re : dimension d'un sous espace matriciel 19-04-08 à 15:47

Posté par
soucou
re : dimension d'un sous espace matriciel 19-04-08 à 15:50

Bizarre en dimension 1, les matrices commutent clairement donc se serait une droite vectorielle.

Posté par
Camélia Correcteur
re : dimension d'un sous espace matriciel 19-04-08 à 15:52

Bonjour

Ce qui est sur c'est que I et A sont dans ton sous-espace. Si I et A sont liées, A est une homothétie, et dans ce cas toutes les matrices commutent avec A. Si I et A ne sont pas liées, tu as déjà la dim de ton sous-espace supérieure à 2.

Posté par
brocoli
re : dimension d'un sous espace matriciel 19-04-08 à 17:04

Camélia

Si j'ai compris ce que tu as écris, il me suffit de vérifier que A et I sont libres pour que la dimension du sous espace soit supérieure ou égale a 2.

j'avoue que c'est pas évident de montrer que A et M sont libres.

Posté par
Cauchy
re : dimension d'un sous espace matriciel 19-04-08 à 17:56

Bonjour,

Camélia connais-tu une démonstration de la dimension du commutant dans un cadre général, A pas forcément diagonalisable ...

Posté par
Camélia Correcteur
re : dimension d'un sous espace matriciel 20-04-08 à 14:41

Bonjour Cauchy

Je crois me souvenir qu'il s'agit des P(A) où P est un polynôme, donc ce serait le degré du polynôme minimal.

Je vais essayer de retrouver la demonstration...

Posté par
Cauchy
re : dimension d'un sous espace matriciel 20-04-08 à 14:44

Dans le cas diagonalisable c'est m1²+...mr² où m_i est la multiplicité de la valeur propre.

Le degré du polynôme minimal tu es sûre vu que l'identité c'est n² la dimension?

Posté par
brocoli
re : dimension d'un sous espace matriciel 20-04-08 à 15:16

personne d'autre n'a une idée?! je suis complètement embourbé

Posté par
Camélia Correcteur
re : dimension d'un sous espace matriciel 20-04-08 à 16:11

>brocoli J'ai complètement résolu ton problème puisque j'ai envisagé tous les cas.

>Cauchy Tu as raison dans le cas diagonal, donc je dois dire des bêtises. J'essayerai de reconstituer, mais je suis pratiquement sûre que les P(A) jouent un rôle.

Posté par
Cauchy
re : dimension d'un sous espace matriciel 20-04-08 à 22:47

En y réfléchissant dans le cas d'un endomorphisme cyclique le commutant c'est exactement les polynômes en la matrice qui est un ev de dimension le polynôme minimal.

Après je pense qu'on peut utiliser la décomposition de Frobenius pour mettre la matrice sous forme de blocs compagnons et en déduire quelque chose je vais regarder plus précisément.

Posté par
Camélia Correcteur
re : dimension d'un sous espace matriciel 21-04-08 à 17:02

>Cauchy J'en suis là moi aussi, et je ne retrouve pas l'argument de départ (je ne suis pas à Paris et l'éloignement de mes archives met bien en évidence la diminution de mes capacités...) Toujours est-il que pour une homothétie le polynôme minimal est de degré 1 et le commutant de dimension n2!

Posté par
carpediem
dimension d'un sous espace matriciel 21-04-08 à 17:30

ça me semble bien compliqué
en dim finie ne serait-il pas plus judicieux de regarder les dim de ker et im

Posté par
carpediem
dimension d'un sous espace matriciel 21-04-08 à 17:41

...suite:
si A est une homothétie alors A commute avec toute matrice donc ton ev = Mn(K) dont la dim est n²
si A n'est pas une homothétie alors A et I sont libres (comme l'a dit Camélia (bonjour Camélia.... et aussi les autres))
donc la dim est toujours >=2



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !