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Niveau maths spé
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préhilbertiens, inf...

Posté par
electre
04-02-09 à 22:31

Bonsoir à tous!!
Dans la rubrique: exercices qui font se demander ce qu'on fait en prépa (non c'est la planche sur les préhilbertiens ) il y a un exercice avec lequel je n'arrive à rien.
Soit S l'ensemble des matrices symétriques réelles d'ordre n , et A= (ai,j) une matrice d'odre n fixée.
déterminer inf { (ai,j-mi,j)^2; M= (mi,j)S} la somme porte sur les i j bien sur

Voila.. j'imagine que ça fait partie des exos qu'il faut avoir vu au moins une fois...mais la première fois, elle est assez délicate non?

Vu que je ne vois pas l'astuce, je suis ouverte à toute proposition et vous remercie d'avance pour votre aide!!

Posté par
1 Schumi 1
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 22:35

Salut

Si t'es sur un préhilbertien réel, t'as un produit scalaire. Et là, t'es en train de chercher la distance de A au sous-espace des matrices symétriques. Bah, suffit de projeter...

Posté par
cacaboudin
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 22:49

Selon moi faut trouver bi,j tel que (ai,j-bi,j)²+(aj,i-bi,j)² soit le plus petit possible.
En dérivant ça doit se faire, ensuite ton inf ce sera la somme des bi,j pour i<j.

je dis ça à vu de nez, à vérifier.

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 22:50

bonsoir 1 Schumi 1 !
merci d'avoir répondu !
Oui, j'imagine qu'il doit falloir projeter mais je bloque quand même.
Bon...on appelle p(A) le projeté orthogonal de A sur S .
On veut avoir || p(A)-A || = (p(A)-A | p(A)-A )   (je note | le produit scalaire )
                           = - (p(A)-A | A)
mais comment de là avoir l'expression donnée? et comment continuer?

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 22:52

bonsoir à toi aussi cacaboudin !!

Citation :
à vérifier


Peux tu au moins expliquer comment tu arrives à cette déduction? Je suis désolée de chipoter mais le "à vue de nez" ne m'aide pas beaucoup

Posté par
cacaboudin
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 22:53

pas vu la réponse de Schumi avant de poster, à ta place je suivrai plutôt son conseil ^^

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 23:00

Tu peux m'aider Schumi?

Posté par
1 Schumi 1
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 23:00

Bah, faut mettre la main dans le cambouie là: faut pas espérer s'en sortir sans expliciter p, la projection orthogonal sur S. Pour ça, ben... on bourrine tout simplement.

Posté par
cacaboudin
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 23:06

Mon idée c'était :

inf{(ai,j-mi,j)²; M=(mi,j)S} = inf{(ai,j-bi,j)²; bi,j=bj,i} = i<jminb(i,j)((ai,j-bi,j)²+(aj,i-bi,j)²)

Les mi,j c'est la même chose que les bi,j, je sais pas pourquoi j'ai changé.
Quand je dis "ensuite ton inf ce sera la somme des bi,j pour i<j", c'est n'importe quoi ^^

Posté par
1 Schumi 1
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 23:10

On peut aussi le voir comme ça, et là, c'est réglé en 3 lignes. Bien joué, j'avais pas vu ça.

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 23:36

Désolée, je viens de remarquer que vous m'aviez encore répondu.
a cacaboudin: mais en faisant ça, on ne fait pas intervenir les ai,i ; si? Et comment passe tu de l'inf à une somme de min? Et comment conclure?

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 23:52

S'il te plait cacaboudin, tu pourrais répondre et être précis? merci !![quote]

Posté par
1 Schumi 1
re : préhilbertiens, inf... 04-02-09 à 23:55

Si, il a oublié de considérer les a_(i,i) mais c'est pas dramatique; l'idée essentielle est là. Sinon pour l'histoire du min, tu peux dire que l'inf est atteint (vu que c'est la distance à un sous-espace) et ainsi tu peux passer aux min à l'int de la somme. Après, tu cherches les b_(i,j) qui rendent chaque terme de ladite somme minimale et c'est réglé.

Posté par
cacaboudin
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 00:04

Heu non je ne les ai pas oublié, simplement tu auras : minm(i,i)(ai,i-mi,i)² = 0
Donc les ai,i disparaissent de la somme.

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 00:31

mais pourquoi est ce que le min de la somme est égal à la somme des min??

Posté par
cacaboudin
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 00:32

Parce que les min sont positifs.

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 00:41

alors on arrive à

i<j,kmin b[sub]i,j;b[sub]k[/sub](ai,j-bi,j)2+(aj,i-bi,j)2+(ai,i-bi,i)2)

mais de la comment fais tu pour faire sortir les a_i,i de la parenthèse?

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 00:42

(desolée c'est pas net, mais j'ai du mal...et au passage, c'est vraiment gentil de répondre aussi vite; merci beaucoup)

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 00:45

bon je laisse tomber...de toutes façons, je ne vois pas comment trouver les b, quels que soient leurs indices

Posté par
cacaboudin
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 01:02

Pour trouver les bi,j, tu dérive f : bi,j(ai,j-bi,j)²+(aj,i-bi,j)², la dérivée s'annule au minimum de f, tu as donc ton bi,j qui minimise (ai,j-bi,j)²+(aj,i-bi,j)².

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 01:18

oui bien sûr c'est logique (je suis tellement creuvée que je n'ai même pas lidée d'introduire une fonction! )
très jolie méthode! encore merci!

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : préhilbertiens, inf... 05-02-09 à 01:21

Bonsoir ;

\mathcal{M}_n(\mathbb{R}) est euclidien pour son produit scalaire canonique défini par 3$\fbox{<A|B>=tr(^tAB)=\Bigsum_{1\le i,j\le n}a_{ij}b_{ij}}

On vérifie facilement que les deux sous espaces :

3$\fbox{\mathcal{S}=\{M\in\mathcal{M}_n(\mathbb{R})\;/\;^tM=M\}} et 3$\fbox{\mathcal{A}=\{M\in\mathcal{M}_n(\mathbb{R})\;/\;^tM=-M\}} sont supplémentaires orthogonaux

et que pour toute matrice A\in\mathcal{M}_n(\mathbb{R}) on a 5$\fbox{A=\underb{\fbox{\frac{A+^tA}{2}}}_{p_{\mathcal{S}}(A)}+\underb{\fbox{\frac{A-^tA}{2}}}_{p_{\mathcal{A}}(A)}}

ainsi l'inf demandé n'étant autre que le carré de la distance de A à \mathcal{S} on a :

5$\blue\fbox{\inf_{M\in\mathcal{S}}\Bigsum_{i,j}(a_{ij}-m_{ij})^2=||A-p_{\mathcal{S}}(A)||^2=||p_{\mathcal{A}}(A)||^2=\frac{1}{4}\Bigsum_{i,j}(a_{ij}-a_{ji})^2} sauf erreur bien entendu

Posté par
electre
re : préhilbertiens, inf... 10-02-09 à 19:28

Bonjour! je viens de voir que vous avez répondu à ce topic!
Merci beaucoup! c'est très clair^^
Pourriez vous s'il vous plait m'aider dans le topic: équation différentielle et développement en séries entières?
Merci d'avance



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