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matrice symétrique définie positive

Posté par
stokastik
07-03-08 à 10:15


Chers iliens,

Sauriez-vous dire pour quelles valeurs de 2$a \in [-1,1] la matrice

3$A=\begin{pmatrix}
 \\ 1 & a & a \\
 \\ a & 1 & a \\
 \\ a & a & 1
 \\ \end{pmatrix}

est (symétrique) définie positive ?

Posté par
stokastik
re : matrice symétrique définie positive 07-03-08 à 10:16

PS: et ce qu'il en est de la généralisation à une matrie carrée de taille quelconque ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : matrice symétrique définie positive 07-03-08 à 11:57

Salut Stokastik (je ne fais que passer, je reviendrai dans l'après-midi pour les éventuelles réponses)

Cette matrice est une matrice circulante donc on peut déterminer facilement ses valeurs propres.
Si on note P le polynôme dont les coefficients sont les éléments de la première ligne (c'est-à-dire \Large{P=1+\Bigsum_{k=1}^{n-1}aX^k}), alors ses valeurs propres sont les \Large{P(\omega)} avec \Large{\omega} racine n-ième de l'unité.
Par un calcul simple, on trouve 2 valeurs propres : 1+(n-1)a et 1-a

Si on veut être moins bourrin : on peut remarquer que 1-a est valeur propre d'ordre (n-1) (car A-(1-a)I est une matrice de rang 1 (sauf si a=0 auquel cas c'est l'identité). L'autre valeur propre se trouve en utilisant la trace.

Finalement, la matrice sera définie positive si et seulement si ces deux valeurs sont strictement positives ,c'est-à-dire si et seulement si a appartient à \Large{]-\frac{1}{n-1},1[}.

Kaiser

Posté par
stokastik
re : matrice symétrique définie positive 08-03-08 à 10:20

Ok nickel merci Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : matrice symétrique définie positive 08-03-08 à 11:17

Mais je t'en prie !

Posté par
stokastik
re : matrice symétrique définie positive 05-05-08 à 17:15

Re kaiser,

J'ai remarqué un truc. En fait pour la 3x3 on voit directement trois valeurs propres orthogonales (elles ne dépendent pas de a) :

(1,1,1) ; (2,-1,-1) ; (0,1,-1)

Posté par
otto
re : matrice symétrique définie positive 05-05-08 à 18:57

Salut,
une matrice est définie positive si et seulement si les déterminants principaux sont tous positifs non ?5critère de Sylvester)

Ici on regarde quand le déterminant est positif et quand 1-a^2 l'est.

Posté par
stokastik
re : matrice symétrique définie positive 05-05-08 à 20:14

Salut otto,

C'est quoi les déterminants principaux ? Les déterminants des matrices extraites (n-1)*(n-1) ?

Posté par
otto
re : matrice symétrique définie positive 05-05-08 à 20:31

Les déterminants des matrices de taille i<n qui commencent en haut à gauche.

Ici on a donc 3 matrices

1

(1 a)
(a 1)

et ta matrice de départ.

Posté par
stokastik
re : matrice symétrique définie positive 05-05-08 à 21:20

Ok merci, je n'avais jamais rencontré ce théorème.



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