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Niveau Maths sup
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matrice et sous espaces supplémentaires

Posté par
prepa1
16-04-09 à 13:57

Bonjour, je n'arrive pas à résoudre cet exercice j'espère que vous pourrez me donner des pistes.^^

An(K) = l'ensemble des matrices antisymétriques
Sn(K) = l'ensemble des matrices symétriques

Montrer que Mn(K) = An(K) Sn(K)

* Somme directe ?
Soit M Mn(K).   Si M Sn(K) et M An(K)   alors   Mt = M  et  -Mt = M
Donc M = -M. M = matrice nulle. La somme est directe.

* Sn(K) An(K) = Mn(K) ?

pour tout M   Mn(K),  ?  SSn(K) et A An(K)  /  M = S + A

je n'arrive pas à le démontrer.
Merci d'avance

Posté par
Thallo
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:03

Bonjour,

C'est bon pour la côté direct de la somme,
maintenant que penses-tu de M-Mt et de Mt+M ?

Posté par
gui_tou
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:04

Salut,

Raisonne par analyse synthèse.
Tu supposes que S et A existent, et exprime-les en fonction de M (par exemple en calculant tM)

Posté par
gui_tou
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:04

Ah salut Thallo

Posté par
prepa1
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:10

Merci

M + Mt = matrice symétrique

M - Mt = matrice antisymétrique

donc M + Mt + M - Mt = somme d'une matrice symétrique et d'une matrice antisymétrique.

Mon problème c'est que on obtient alors toute matrice de la forme 2M est la somme d'une matrice symétrique et d'une matrice antisymétrique
C'est à dire que ça marche pour les matrices dont les termes sont pairs.

Posté par
gui_tou
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:12

Oui mais non

tM = t(A+S) = tA + tS = ...

Posté par
prepa1
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:12

pardon on raisonne pas forcément dans l'ensemble des entiers en fait.
Donc en fait c'est vrai pour toute matrice ?

Posté par
prepa1
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:13

je regarde

Posté par
prepa1
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:22

tM = t(A+S) = tA + tS = S - A

Donc M + tM = S + A + S - A = 2S
M - tM = S + A - S + A = 2A

M + tM + M - tM = 2S + 2A
2M = 2(S+A)
M = M
C'est donc vrai

c'est ça ?   merci

Posté par
Thallo
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:26

"Oui mais non" :mrgreen:

Donc on voit que 2S=M+tM, et que 2A=M-tM, et que A+S=M
Et maintenant, est-ce qu'on ne pourrait pas diviser par 2 par hasard ?

Salut gui_tou

Posté par
prepa1
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:32

S = (M+tM) / 2
A = (M-tM) / 2

On a M = (M+tM) / 2  +  (M-tM) / 2
Donc on a bien M = A + S

Le problème est que pour obtenir M+tM / 2  = S  et M-tM = A  on est parti de la supposition M = A + S donc il me semble qu'on a pas vraiment démontré que M = A + S ?

oui mais non ?

Posté par
Thallo
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:39

C'est-ce qu'on appelle l'analyse-synthèse ! :p

On a supposé que M s'écrivait sous la forme A+S, avec A antisymétrique et A symétrique,
on en déduit alors que nécessairement A=(tM+M)/2 et S=(M-tM)/2
Ca c'était la partie "analyse"

Puis on prend (M+tM)/2 et (M-tM)/2,
on a vérifié que l'une est symétrique et l'autre antisymétrique,
et ô miracle, leur somme fait...M !
Donc A=(tM+M)/2 et S=(M-tM)/2 conviennent !
Ca c'est la partie "synthèse"

Posté par
prepa1
re : matrice et sous espaces supplémentaires 16-04-09 à 14:50

Merci



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