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Niveau Licence Maths 1e ann
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exercice sur les matrices

Posté par
alex999
26-03-09 à 13:40

Bonjour,

j'aurais besoin d'une aide dans la résolution de l'exercice suivant:
Déterminer une matrice X carrée d'ordre 3 telle que X²-2X= matrice nulle

Merci d'avance pour votre aide

Posté par
alex999
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 13:45

Pour cet exo, voilà mon idée:
X²-2XI=matrice nulle d'où X(x-2I)=matrice nulle mais cela n'aboutit pas vraiment...

Posté par
jeanseb
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 14:04

Bonjour

3$ \(\array{2&0&0\\0&0&0\\0&0&0}\)

Les valeurs propres sont 2 et 0 d'après ta factorisation.

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:06

bonjour

tu as déjà vu les valeurs propres et les polynômes annulateurs Alex ?

MM

JeanSeb : dans une certaines base, oui,... encore que tu oublies un cas... ce peut être 2 qui est vp d'ordre 2 et 0 vp d'ordre 1 (le polynôme minimal est scindé, la matrice est diagonalisable, mais le polynôme caractéristique est X(X-2)² ou bien X²(X-2) il me semble... si mes souvenirs sont bons)

cela dit, on demande toutes les matrices... et là tu ne donnes que les diagonales.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:07

C'est une ... ou toutes ... 5$?

salut jeanseb

Posté par
Camélia Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:08

Bonjour à tous

Justement, Alain, on demande UNE matrice... résoudre le problème général est quand même plus compliqué!

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:10

*** en parlant du polynôme minimal, je voulais dire "n'a que des racines simples"... et non "scindé"...

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:11

Bonjour camélia...

ah oui ! défaut de matheux... je cherchais le cas général moi !

pardon JeanSeb, tu as raison, c'en est une et c'est tout ce qu'on demandait !!

Posté par
Camélia Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:15

Ceci étant dit, jeanseb (coucou jeanseb ) a lui aussi utilisé ce qu'il sait du cas général! Moi, j'aurais répondu X=0 ou X=2I! En fait, il y a beaucoup de solutions parce que X n'est pas forcément diagonalisable...

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:15

Si c'est UNE ... la matrice nulle !!! non ?

bonjour Camélia

Posté par
Camélia Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:17

Décidément, elhor, nous telepathisons de plus en plus!

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:17

ben oui...

c'est pour ça que j'étais parti sur un truc plus général... je voyais pas l'intérêt de la question si on n'en cherchait qu'une...

cela dit, l'avantage de la matrice nulle, c'est qu'elle le reste dans toute base... de même pour la matrice 2I

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:20

en posant A la matrice de JeanSeb et B la diagonale 2-2-0, on a finalement comme solutions :

matrice nule ; 2I ; {P-1AP ; P-1BP ; P inversible}

c'est bien cela ? mes vieux restes sont bons ?

Alain

Posté par
Camélia Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:28

Ah, non! Il y a aussi les matrices de la forme P^{-1}MP avec

M=\(\begin{array}{ccc}2 & 1  & 0\\ 0 & 2 & 0\\ 0 & 0 & 0\end{array}\) ou

M=\(\begin{array}{ccc}0 & 1  & 0\\ 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 2\end{array}\)

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:30

ah mince, oui... oh lala c'est loin tout ça...
j'ai totalement zappé les triangulaires !

merci Camélia

Posté par
Camélia Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:32

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:33

25 ans sans faire d'algèbre linéaire de niveau spé... tout est rouillé !!!

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 16:47

Camélia ta première matrice ne semble pas vérifier 3$\fbox{M^2=2M} sauf erreur de ma part bien entendu

Posté par
jeanseb
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 17:54

Bonjour à tous! C'est un plaisir de vous retrouver!

A-t-on parlé de 2I, qui marche aussi très bien? Elle annule (X-2)donc X(X-2).

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 18:31

ni la seconde d'ailleurs

en fait Camélia je ne comprends pas :

Citation :
En fait, il y a beaucoup de solutions parce que X n'est pas forcément diagonalisable...


et je ne vois pas pourquoi on n'a pas la diagonalisabilté des solutions de X^2=2X sauf erreur de ma part bien entendu

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 18:35

ben oui, c'est vrai... en plus je l'avais dit plus haut... le polynôme minimal divise X(X-2), donc n'a que des racines simples, donc la matrice est diagonalisable...

donc mon post de 16:20 serait bon ?

cela me réconforte... merci Elhor !

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : exercice sur les matrices 26-03-09 à 20:35

La matrice 3$Y=\frac{1}{2}X est celle d'un projecteur si p est son rang il existe P inversible telle que 3$PYP^{-1}=diag(I_p,0)

d'où la forme générale des solutions 4$\fbox{X=P^{-1}diag(2I_p,0)P\;,\;P\;inversible} sauf erreur bien entendu

Posté par
jeanseb
re : exercice sur les matrices 27-03-09 à 08:32

Pour le post de 16h28:

la première matrice est annulée par (X-2)² et la deuxième par X²(X-2) qui sont minimaux.

Posté par
Camélia Correcteur
re : exercice sur les matrices 27-03-09 à 14:11

Rebonjour

Oui, oui, mea culpa!

En fait j'ai vu le post de MatheuxMatou du 26, 16:11 et j'ai oublié le début de l'histoire! Polynôme minimal avec des racines simples entraine diagonalisable comme je le disais si bien ici Réduction des endomorphismes linéaires!

Les matrices que j'ai rajoutées à tort, sont celles qui ont les polynômes caractéristiques cités par Alain!

Posté par
MatheuxMatou
re : exercice sur les matrices 27-03-09 à 18:31

(bonsoir)
oui, certes Camélia, mais je parlais de polynôme caractéristique d'une matrice diagonalisable dans le même message...

Cela dit , ensuite, j'avais perdu aussi cette information de vue !!!

alain



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