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Niveau Licence Maths 1e ann
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Matrices conjuguées

Posté par
tazia
26-12-08 à 18:12

Bonjour!
Je dois dire s'il s'agit de deux matrices conjuguées:

A= i  0
   0 -i

B=  0 1
   -1 0

il faut bien que je calcul un truc sous cette forme: B=S*A*S^-1
det(A)=1 et det(B)=1 il faut donc que det(S) soit différent de 1 c'est ca? je ne sais pas comment je peux trouver S, j'espère que vous pouvez m'aider.

Merci d'avance!

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 18:38

alors

Posté par
gui_tou
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 18:41

Salut toi

Il suffit de montrer que A et B ont les mêmes valeurs propres.

Clairement, les valeurs propres de A sont les éléments de sa diagonale donc i et -i.

Les valeurs propres de B sont les racines de 3$\det(B-\lambda I_2)=(-X)^2-(-1)=X^2+1=(X-i)(X+i) : c'est gagné, les valeurs propres de B sont aussi i et -i !

les deux matrices sont semblables

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 18:46

Bonsoir

gui_tou > si je peux me permettre, je voudrais préciser un peu les choses. Peux-être que c'était sous-entendu mais il faut aussi préciser que ces deux matrices sont diagonalisables car avoir les mêmes valeurs propres ne suffit pas (il faut en plus qu'il y ait la même multiplicité et encore dans ce cas, ça ne suffit pas).

Pour preuve : si on prends la matrice identité et une matrice triangulaire supérieure avec des 1 sur la diagonale et au moins un coefficient non diagonal et non nul, ces deux matrices ne sont pas semblables.


Kaiser

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 18:46

ah salut gui-tou déjà merci de ton aide!

Je ne comprends pas trop la formule, det(B-...)? comment fais tu pour tomber sur x²-1 (d'où vient le x il correspond à quoi en fait) s agit il d une formule à connaitre?

Posté par
gui_tou
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 18:51

Exact kaiser
J'aurais dû insister sur le fait qu'elles étaient diagonalisables

tazia > c'est la formule du polynôme caractéristique, 3$\det(B-\lambda I_2)=(-\lambda)^2-(-1)=\lambda^2+1

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 18:55

ok... tout ca on ne l'a pas encore vu en cours donc ca ne m'etonne pas trop!

en tout cas merci!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 18:57

Pour compléter ce que tu dis gui_tou, dans le cas générale d'une matrice A carré d'ordre 2, \Large{\chi_{A}(\lambda)=\lambda^2-Tr(A)\lambda+\det(A)} (bref, c'est un déterminant 2*2 tout bête).

Kaiser

Posté par
gui_tou
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:00

Toutafé kaiser!

tazia > arf alors. Si tu ne l'as pas vu on va faire autrement : on va construire une base (v1,v2) telle que la matrice de f (l'endomorphisme canoniquement associé à A) soit B dans la base (v1,v2)

tu as déjà fait ce genre de choses ?

Posté par
raymond Correcteur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:04

Bonsoir tazia, gui_tou et kaiser.

Je suis en train de me demander si tazia ne veut pas simplement chercher la conjuguée \bar A de A.

Sinon, ce que nous lui proposons s'appelle plutôt matrices semblables.

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:07

Voici ce que j'ai vu en cours:

B=S*A*S^-1 ce qui correspond à:

-1 0    S *  i  0  * S^-1
0 1 =       0 -i

si on prend S=a b  on aura:
              c d

S^-1=(1/(ad-bc))*  d -b
                  -c  a
Mais je ne sais pas comment trouver S...

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:09

Je veux montrer que B est semblable à A, de voir si A et B sont conjuguées l'une par rapport à l'autre.

Posté par
raymond Correcteur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:10

Pose : S=\begin{pmatrix}x&y\\z&t\end{pmatrix}

Ecris B.S = S.A, fais le calcul et résous le système.

Posté par
gui_tou
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:10

Bonjour raymond,

Je ne crois pas, la courageuse tazia a des exercices allemands qu'elle traduit, et une petite faute de traduction subsiste par-ci par-là

tazia > et tu as déjà construis des bases comme on l'a suggéré ?

Posté par
raymond Correcteur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:18

Merci pour cette précision.

Je lui ai proposé dans mon dernier topic, une méthode élémentaire.

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:20

pour BS=SA je trouve:

BS=  z  t
    -x -y

SA= xi -yi
    zi -it
je trouve donc :

S= -zi  it
    xi -yi

ca m'apporte quelque chose ou pas?

Posté par
raymond Correcteur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:24

Lorsque tu écris que BS = SA, cela te donne quatre équations (calcul à vérifier) :

z = ix
t = -iy
-x = iz
-y = -it

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:27

oui justement c'est de là que je trouve S avec:
x=-zi
y=it
z=xi
t=-yi ce sont les valeurs que j'ai placé dans la matrice S.
Maintenant faut calculer S^-1 c est ca?(là aussi je ne saurais pas)

Posté par
kaiser Moderateur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:33

raymond et gui_tou> en adoptant le vocabulaire de l'algébriste, ce n'est pas vraiment une faute de traduction car montrer que ces deux matrices sont semblables c'est dire qu'elles sont conjuguées dans le groupe \Large{Gl_{2}(\mathbb{C})}.

Kaiser

Posté par
raymond Correcteur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:34

Tu peux maintenant choisir par exemple :

1°) x = 1, donc, z = i

2°) y = 1, donc, t = -i

Posté par
raymond Correcteur
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 19:35

kaiser.

Tu as entièrement raison, une classe de similitude est une classe de conjugaison.

Posté par
tazia
re : Matrices conjuguées 26-12-08 à 20:10

je tombe sur:

S= 1  1
   i -i
et lorsqu'on calcul BS et SA on trouve la même chose!

Merci beaucoup de votre aide!



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