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inégalité de Cauchy-Schwartz

Posté par
vyse
25-06-09 à 11:11

Bonjour,
je voudrais savoir si avec l'inégalité de C-S : |<Ax,x>| \le ||Ax||  ||x||,
on a que ||Ax|| est la plus petite constante k  telle que :
|<Ax,x>| \le k ||x|| ?
merci

Posté par
thiblepri
Re 25-06-09 à 11:41

Bonjour,
Ax est-il constant?

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 25-06-09 à 13:04

Oui désolé, c'est pour un x de H (H Hilbert) fixé.
De plus A est hermitien et idempotent(A^2=A)

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 25-06-09 à 13:05

euh non en fait A est juste hermitien

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 25-06-09 à 13:49

Désolé je me suis embrouillé ,le x n'est pas fixé, on raisonne dans le cas général.
En fait, mon probleme initial est le suivant :Soit A un opérateur hermitien
x, |<Ax,x>| <= ||Ax|| ||x|| par C-S
<= ||A|| ||x||² par continuité de A

Or j'ai déjà une inégalité : |<Ax,x>| <=  ||x||²
Je voudrais déduire de cela que : ||A|| <=

Mon raisonnement est le suivant :
on sait que ||A|| est la plus petite cste k tq : ||Ax|| <= k ||x|| par continuité mais il faudrait encore que ||Ax|| soit la plus petite cste k tq :
|<Ax,x>| <= k ||x|| par C-S.
Est ce que quelqu'un pourrait m'aider? merci

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 25-06-09 à 13:55

Désolé je me suis embrouillé ,le x n'est pas fixé, on raisonne dans le cas général.
En fait, mon probleme initial est le suivant :Soit A un opérateur hermitien
|forallx, |<Ax,x>| <= ||Ax|| ||x|| par C-S
                              <= ||A|| ||x||² par continuité de A

Or j'ai déjà une inégalité : |<Ax,x>| <= \delta ||x||²
Je voudrais déduire de cela que : ||A|| <= \delta

Mon raisonnement est le suivant :
on sait que ||A|| est la plus petite cste k tq : ||Ax|| <= k ||x|| par continuité mais il faudrait encore que ||Ax|| soit la plus petite cste k tq :
|<Ax,x>| <= k ||x|| par C-S.
Est ce que quelqu'un pourrait m'aider? merci

Posté par
arff
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 25-06-09 à 17:12

On s'en sort avec la définition de la norme subordonnée de A = sup ||A*(x/||x||)||

Donc s'il y a un autre majorant de cette quantité (delta), il est forcément plus grand (au sens large) que le sup...CQFD

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 09:18

Désolé je ne comprends pas... Pourrait tu détailler? C'est quoi la norme subordonnée?
Merci d'avance!

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 09:34

Ok pour la norme subordonnée,je viens de voir ca sur wiki (je connaissais seulement l'appelation norme d'operateurs bornés..
Mais je ne comprends toujours pas. On a:

|<Ax,x>| <= ||A|| ||x||²
|<Ax,x>| <=  \delta ||x||²

je ne vois pas en quoi le définition de la norme subordonnée intervient.

Posté par
arff
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 11:19

OK, je saisis le problème, je suis allé trop vite en besogne, et je n'avais pas vu que la matrice était hermitienne :S

Dans ce cas, il faut démontrer que A=sup{ |valeur propre| de A} en se plaçant dans une base orthonormée qui diagonalise A (ça se fait vite)

Ensuite, maintenant, si on suppose que delta < A alors il suffit de prendre un x du sous espace propre associé à la + forte valeur propre (en module) et montrer une contradiction.

Posté par
arff
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 11:19

Pardon, c'est |||A|||=sup{ |valeur propre| de A} et pas A=...

Posté par
arff
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 11:22

J'oubliais, il faut interpréter le |<Ax,x>| comme |tX*A*X|, pour démontrer le premier point, en utilisant le fait qu'un produit scalaire ne dépend de la base orthonormée dans laquelle on se place.

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 14:02

Merci bien pour tes reponses! Cependant A est un operateur sur un Hilbert de dimension finie ou non donc je pense pas que cs soit la bonne facon de proceder ?

Posté par
arff
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 14:24

Je ne vois pas où les souci,

A est à symétrie hermitienne donc tA=A
On peut diagonaliser A dans IR avec des valeurs propres réelles.

Alors t(X)*A*X = tX*tP*D*P*X et en posant Y=tX, il vient tXAX=tYDY où D est une matrice diagonale à coefficients réels

En développant le calcul, en écrivant que Y=(y1,y2,...,yn) alors il vient
|^tYDY|=|\sum_{i=1}^n \lambda_i|x_i|^2|\leq \sum_{i=1}^n |\lambda_i||x_i|^2 \leq max\{|\lambda_i|\}||x||^2

Or, si on prend y dans le sous espace propre engendré par la + forte valeur propre (en valeur absolue), il y a égalité, ce qui prouve que ||A||=max(|\lambda_i|), et que si on dispose d'un delta, il est clair que ce delta est >=||A|| car sinon on il suffit de prendre y (càd, on prend x=tPY) dans le sous espace propre engendré par la + forte vp (en valeur abs) pour arriver à une contradiction.

PS : tA = transposée conjuguée de A

Posté par
arff
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 26-06-09 à 14:27

Désolé pour mon erreur de notation, dans la somme, ce sont des yi, pas des xi :/

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 27-06-09 à 09:51

Je comprends et te remercie mais j'ai quand meme un doute car j'ai l'impression que de parler de matrice(et donc tout ce qui va avec comme la transposée..) n'a pas de sens en dimension infinie.Par exemple on va pas parler de transposée d'une matrice A mais de l'adjoint d'un op A...Je suis dans le cadre de l'annalyse fonctionelle et non dans celui de l'algebre lineaire.
Je me trompe peut etre!

Posté par
arff
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 27-06-09 à 10:08

On n'est pas en dimension finie ? (cf post précédent)

Sinon effectivement, ce raisonnement tombe à l'eau.

Posté par
vyse
re : inégalité de Cauchy-Schwartz 27-06-09 à 10:17

oui c'est ce que je disais dans mon avant dernier post! (Désolé j'aurai du le préciser avant!)



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