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Matrices de trace nulle.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
02-05-07 à 00:44

Bonjour ;
\fbox{*} Soit \fbox{M\in M_n(\mathbb{R})} telle que \blue\fbox{tr(M)=0} (c'est à dire que la somme de ses coefficients diagonaux est nulle).
Prouver l'existence de deux matrices A,B\in M_n(\mathbb{R}) telles que \blue\fbox{M=AB-BA}.

\fbox{*} Peut-on généraliser ce résultat à M_n(\mathbb{K}) (où \mathbb{K} est un corps commutatif quelconque) ?

Bonne réflexion elhor (sauf erreur de ma part bien entendu).

Posté par
Thibs
re : Matrices de trace nulle. 02-05-07 à 06:39

1) ça sent les algèbres de Lie?

Posté par
J-R
re : Matrices de trace nulle. 22-07-09 à 14:12

je ne sais pas si le fait de remonter d'ancien topic dérange ... on me le signalera.

Citation :
pb: soit D=Vect(\{AB-BA \ ou \ A,B\in \cal{M}_n(\mathbb{K})\})

Mq D=Ker(tr).


l'inclusion directe est claire.

pour l'autre on revient au pb posé : si tr(M)=0 il faut et suffit de mq M s'écrit AB-BA.

je pensais peut être à construire une base de Ker(tr) avec justement des matrices de la forme voulue mais pas moyen ...

Posté par
1 Schumi 1
re : Matrices de trace nulle. 22-07-09 à 18:23

J-R >>

[blank] Commence par montrer que toute matrice de trace nulle est semblable à une matrice dont tous les éléments diagonaux sont nuls. Après c'est easy de conclure. [/blank]

Posté par
amauryxiv2
re : Matrices de trace nulle. 22-07-09 à 19:35

Si je ne me trompe pas, on a facilement dim(ker(tr)) = n-1 en passant par les polynômes caractéristiques.

Si on prend fA,B) AB-BA, on a f(A, B) = 0 dès que l'on choisit A et B avec uniquement des 1 et des 0 sur la diagonale, 0 partout ailleurs, et de sorte que A+B = I (A0 et B0)

On a donc dim(ker(f)) n-1

Avec dim(ker(f)) n-1  et ker(f o tr)ker(tr), il y a moyen de conclure avec les dimensions, non ?

Posté par
amauryxiv2
re : Matrices de trace nulle. 22-07-09 à 19:36

Il fallait lire dim(ker(f o tr) n-1

J'ai eu du mal à rédiger

Posté par
amauryxiv2
re : Matrices de trace nulle. 22-07-09 à 19:43

Encore une erreur ... c'est évidement tr o f et pas le contraire.

Posté par
amauryxiv2
re : Matrices de trace nulle. 22-07-09 à 20:09

Bon ... J'éprouve le besoin de préciser car la rédaction n'est pas très fignolée.

En gros dans mes derniers posts j'ai montré n-1 dim(ker(tr o f)) dim(ker(tr)) = n-1

Avec les dimentions, on obtient ker(tr o f) = ker(tr) donc tr(M) = 0 M Im(f)

Voilà qui clarifie mes idées.

Dites moi si je me trompe.

Posté par
J-R
re : Matrices de trace nulle. 23-07-09 à 17:16

schumi: bon j'ai regardé sur le net une solution (en plus justement ils se posaient le pb de K ou R avec la caractéristique ... enfin ton il suffit ne minimise pas la chose
supposons que l'on est ce résultat:

M=PAP^{-1} avec A de diag nulle mais pour conclure ?



Citation :
Bon ... J'éprouve le besoin de préciser car la rédaction n'est pas très fignolée.

En gros dans mes derniers posts j'ai montré n-1 <dim(ker(tr o f)) < dim(ker(tr)) = n-1.


ben dim(ker(tr))=n^2-1 par le th du rang ?

je regarde ...

Posté par
amauryxiv2
re : Matrices de trace nulle. 23-07-09 à 19:28

Oui regarde ... Je ne suis pas du tout sûr de moi et en plus mon raisonnement

Citation :
ker(tr o f) = ker(tr) donc tr(M) = 0  M  Im(f)
est faux je crois.

Posté par
Yusufa
re : Matrices de trace nulle. 24-07-09 à 18:58

Salut à tous
On suppose qu'il existe deux matrices  A et B de Mn.Or on sait que l'application Trace (tr) est invariante par changement de base et Tr(AB)=Tr(BA)Tr(AB)-Tr(BA)=0Tr(AB-BA)=Tr(d(une matrice de trace nulle)(on  prend  TrM=0)Tr(AB-BA)=Tr(M)AB-BA=M est vérifié.

Posté par
1 Schumi 1
re : Matrices de trace nulle. 24-07-09 à 21:00

Ah effectivement, vu comme ça...^^ J'pense que même elhor n'a pas une démo plus courte que ça...

Posté par
J-R
re : Matrices de trace nulle. 24-07-09 à 21:08

euh ... tr(AB-BA)=tr(M) => AB-BA=M ? pourquoi cela ? tu as choisis M comment (outre le fait qu'elle soit de trace nulle) ?

Posté par
J-R
re : Matrices de trace nulle. 24-07-09 à 21:10

Citation :
on sait que l'application Trace (tr) est invariante par changement de base


... je regarde

Posté par
1 Schumi 1
re : Matrices de trace nulle. 24-07-09 à 22:38

Non mais ya rien à chercher J-R, c'est complètement faux son truc...

Posté par
J-R
re : Matrices de trace nulle. 25-07-09 à 09:15

Posté par
Yusufa
re : Matrices de trace nulle. 26-07-09 à 00:17

Bien sûr J-R, si je suppose qu'il existe deux matrices carrées A et B, or Tr(AB)=Tr(BA) alors comme trace est une application linéaireàTr(AB-BA)=0une matrice de trace nulle, ce qui prouve l'existence de la matrice M.Alors Tr(AB-BA)=Tr(M)AB-BA=M.
Ou bien, je démontre de sens contraire.
On sait que Tr(M)=0 alors soient deux matrices carrées A et B,on sait que:
AB-AB=0Tr(AB)-Tr(BA)=0Tr(AB)-Tr(BA)=Tr(M) car Tr(AB)=Tr(BA) et par hypothèse Tr(M)=0
Ce qui conclu.

Posté par
Ulusse
re : Matrices de trace nulle. 27-07-09 à 09:36

Tu devrais revoir ta logique, tes équivalences sont complètement fausses.



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