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Matrice

Posté par
Azer44170
10-11-18 à 10:25

Bonjour, voici mon exercice :

Soient a et b deux réels quelconques. On pose :

A=\begin{pmatrix} a+b &0 & b\\ b & a &b \\ b & 0 & a+b \end{pmatrix}
I=\begin{pmatrix} 1 &0 & 0\\ 0 & 1 &0\\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix}
J=\begin{pmatrix} 1 &0 &1 \\ 1& 0& 1\\ 1& 0&1 \end{pmatrix}

1) On a monter que A= aI + bJ
2)a. J'ai trouvé J^2 = 2J
b. J^n = 2^(n-1) * J
3)a. A*J=(a+2b)J
b. Maintenant on me demande de démontrer par récurrence que :
A^n=a^nI+\frac{(a+2b)^n-a^n}{2}J
Je suis rendu et bloqué à :
A^{n+1}=a^{n+1}I+bJa^nI+\frac{J(a+2b)^{n+1}-a^{n+1}J-2abJ}{2}

4) On pose D=\begin{pmatrix} 1 &0 &-1 \\ 1& 0& -1\\ 1& 0&-1 \end{pmatrix}
a. On suppose dans cette question que a=0 et que A est inversible.
Calculer D(AA^{-1}) et (DA)A^{-1}
En déduire par un raisonnement par l'absurde que, lorsque a est nul, la matrice A n'est pas inversible. Alors je ne sais pas par où commencé ??

b. On suppose dans cette question que a+2b=0 et que A  est inversible.
Calculer  DJ(AA^{-1}) et (JA)A^{-1}
En déduire comme dans la question précédente que, lorsque a+2b=0, A n'est pas inversible. Même problème du coup.

c. On suppose a\neq 0 et a+2b\neq 0 et on pose B=\frac{1}{a}I-\frac{b}{a(a+2b)}J
Montrer que B est l'inverse de A.
Alors il faut montrer que AB=BA=I. J'attends de faire les autre question pour faire cell-ci, elle à l'air plus facile.

Enfaite je n'arrive pas les questions 3b 4a et 4b. Merci d'avance

Posté par
sanantonio312
re : Matrice 10-11-18 à 10:38

Bonjour,
As-tu remarqué que IJ=JI=J ?

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 10:40

salut

Citation :
j'en suis rendu à ...
ben il faut poursuivre le calcul (en supposant qu'il n'est pas faux)

que vaut IJ ?


PS : je ne divise pas par 2 (une matrice) je multiplie par 1/2 !!!

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 10:53

En effet, j'obtiens :

A^{n+1}=a^{n+1}I+a^{n}b+\frac{J(a+2b)^{n+1}-a^{n+1}J-2abJ}{2}

Le a^{n}b me gêne ainsi que le -a^{n+1}J-2abJ} sur la fraction mais je ne vois pas comment m'en débarasser ??

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 10:57

J'ai mis le J à gauche de la fraction mais il me reste toujours des termes en trop

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 11:27

a^nb est faux !!! c'est un nombre ... que tu ne peux pas additionner avec des matrices ...

et ensuite ben on factorise par J !!!

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 11:54

Je ne vois pas où j'ai additioné avec une matrice. Même s'il me reste a^nIA=a^n(aI+bJ)=a^{n+1}I+a^nIbJ=a^{n+1}I+a^nbI
je suis toujours embêté ??

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 12:05

faux ...

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 12:06

Donc comment je pourrais me débarasser du A ?

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 12:13

mais bon sang de bonsoir !!!

on prend un brouillon et on fait proprement les choses ... et on recommence lorsqu'on n'obtient pas le résultat voulu ... car on connait le résultat


P(n)  :  A^n = a^nI + \dfrac 1 2 [(a + 2b)^n - a^n]J

A = aI + bJ

donc A^{n + 1} = A.A^n = (aI + bJ) \left( a^nI + \dfrac 1 2[(a + 2b)^n - a^n]J \right) = ....

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 13:28

Mercie bien.
Pour la 3a) D(AA^-1) = DI = D
(DA)A^-1 = 0_24^-1=0_2
Je pense que c'est correcte. Mais pour la démonstration par l'absurde je ne vois pas comment faire (d'ailleurs le professeur a dit que c'était pour ces deux questions qu'il n'avait pas donné cela en évaluation donc ça doit être compliqué je pense).

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 13:39

PS : mon faux de 12h05 est faux !!!

4/ et que sais-tu sur le produit des matrices ? (voir cours)

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 13:42

D'accord ça marche.
Je n'ai jamais fait de démonstration par l'absurde mais je pense qu'il faut essayer de montrer que A est inversible quand a=0 et on va abouttir à une impossibilité donc on pourra dire que A n'est pas inversible quand a=0. Mais il faudrait calculer AA^-1 et on a pas A^-1 ?? Je suis un peu perdu...

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 13:43

A est inversible signifie que : AA^-1=A^-1A=I . Mais on a pas A^-1 ???

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 14:20

bla bla !!

carpediem @ 10-11-2018 à 13:39

PS : mon faux de 12h05 est faux !!!

4/ et que sais-tu sur le produit des matrices ? (voir cours)

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 14:29

C'est bon j'ai trouvé ! Merci !!

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 14:56

et on peut savoir ?

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 15:23

Si lorsque a=0, la matrice A est inversible alors : D(AA^-1)=DI=D
a=0 donc DA=0.
Donc = (DA)A^-1=0 où 0 est la matrice nulle.
or D(AA^-1)=(DA)A^-1 donc D=0 ce qui est faux donc lorsque a=0, A n'est pas inversible. Je ne sais pas si c'est clair

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 16:52

ça n'est pas justifier !!

carpediem @ 10-11-2018 à 13:39

4/ et que sais-tu sur le produit des matrices ? (voir cours)

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 16:54

Ah bon ?

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 17:09

pour affirmer ce que tu dis il faut le justifier avec un résultat de cours concernant le produit des matrices ... sinon ce n'est pas valable !!

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 17:14

Si l'une des matrices est la matrice nulle, alors le produit matriciel est nul.
A est inversible signifie que : AA^-1=A^-1A=I . Je ne sais pas, j'ai tout relu.
Bref je ne vois pas.

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 17:15

alors relis ton cours !!!

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 17:18

Associativité des matrices : (AB)C=A(BC). Je ne vois pas car pour moi le produit matriciel est justifié ???

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 17:32

ha ben enfin !!!

les produits D(AA^-1) et (DA)A^-1 sont écrits avec des parenthèses !!

donc pour justifier ton raisonnement il est nécessaire de dire que le produit est associatif pour dire que ces deux produits sont égaux !!! et aboutir à une contradiction

PS : dans le monde mathématique il existe des opérations qui ne sont pas toujours associative : tu n'as pas (ab)c = a(bc) !!

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 17:37

Oui c'est vrai. C'est mieux. Merci !

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 18:03

de rien




tu remarqueras par exemple que la commutativité n'est plus valable pour les matrices on n'a pas toujours AB = BA ... bien que ce soit vrai pour les nombres !!

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 18:28

Oui c'est vrai. D'ailleurs il y avait cela dans cet exercice.

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 19:01

donc il faut travailler avec rigueur pour mon justifier son raisonnement !!

Posté par
Azer44170
re : Matrice 10-11-18 à 19:25

Oui surtot en spé maths !

Posté par
carpediem
re : Matrice 10-11-18 à 19:55

en math, en philo, en histoire ... dans toutes les disciplines quoi !!



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