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Niveau Maths sup
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problème de matrice

Posté par
kimiferrari
06-01-09 à 17:45

bonjour, voilà mon problème : soit l'ev R² muni de sa base canonique B. On veut déterminer tous les couples (u v) vérifiant
u² = -Id (propriété 1), v Id (2), (v-Id)² = 0 (3), Ker (u+v-Id) (0) (4)
1) Montrer en raisonnant par l'absurde que dim Ker (u+v-Id) = 1
2) Soit (e2) 1 base de Ker (u+v-Id). on pose e1 = u(e2) : mq (e1,e2) est 1 base de R² et donner les matrices de u et v dans cette base
Pour 1), je fais par élimination : Ker = 0 1 ou 2. J'arrive pas à prouver que Ker 2
pour 2) je ne sais pas comment faire, merci

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 18:03

Salut

Que vaut Ker(u+v-Id) si sa dimension est 2?

Posté par
frenicle
re : problème de matrice 06-01-09 à 18:11

Bonjour

1) si dim Ker (u + v - Id) = 2, on a u + v = Id.
Donc u = -(v - Id)
...

2) Il s'agit de montrer que e1 n'est pas proportionnel à e2.
Supposons qu'il existe un réel k tel que e1 = ke2
On aurait u(e1) = u²(e2) = -e2
Et u(e1) = u(ke2) = ku(e2) = ke1 = k²e2
...

Cordialement
Frenicle

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 19:41

je comprends pas le 1) pourquoi a-t-on u+v = id ?
quant au 2) je vois pas vraiment le lien entre tes 2 calculs...

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 19:50

Pour la 1) c'est ce que je te disais.

Ton noyau est de la dimension de l'espace ambiant, c'est donc que c'est l'espace ambiant (ie R²) lui même !

Autrement dit, Ker(u+v-Id)=R²

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 19:52

oui d'accord, mais je ne vois pas le lien avec la conclusion avec u+v = Id..

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 19:53

Eh bien pose toi 5 minutes devant ce que je viens d'écrire en réfléchissant et tu trouveras, c'est pour le coup trivial (définition du noyau)

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:21

y'a 1 ptet 1 propriété que je ne vois pas (ou connais pas), mais je vois toujours pas le lien avec la conclusion...

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:34

de quelle conclusion parles-tu?

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:35

toujours u+v = Id...
sinon, pour le 2, je vois qu'il y a 1 contradiction car on aboutit à k² = -1, mais après ??

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:48

Tu sais que Ker(u+v-Id)=R²

Cela veut donc dire que pour tout x, u(x)+v(x)-Id(x)=0 non? ie u(x)+v(x)=x, ou encore u+v=Id...

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:49

désolé, ça peut paraitre idiot, mais je fais pas le lien entre le noyau, égal à R² et u+v-Id = 0... tu peux me le réexpliquer autrement si possible ?

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:52

Qu'est-ce que le noyau d'une application linéaire?

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:55

ben Ker f = f-1 (0), et alors ?

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:56

Oui, le noyau c'est l'ensemble des vecteurs qui annulent l'application linéaire.

Ker(f) c'est l'ensemble des x tels que f(x)=0.

Ainsi si Ker(f)=R², cela veut donc dire que f est nulle non?

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 20:59

ok car 0=R² si f nulle, ok. dONC u+v = Id je siuis d'accord maintenant. Sinon pour ce que je demandais pour le 2, k²=-1, donc quelle conclusion on peut tirer ?

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:02

"O=R² si f nulle" ? Pas compris ...

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:03

ben on ne peut avoir 0 = R² que si f est nulle non ?

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:04

Que veut dire 0=R² ? R² est un ensemble ...

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:06

alors j'ai rien compris... on a à la fois f(x) = 0 et f(x) = R² ou pas ?

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:07

Mais ça ne veut rien dire f(x)=R² !! Là il y a une grosse lacune à combler !

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:09

BON, comment tu expliquerais que f est nécessairement nulle ?

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:13

Je reprends depuis le début...

Le noyau d'une application linéaire f définie sur un espace vectoriel E, noté Ker(f) est l'ensemble des vecteurs x de E tels que f(x)=0.

Par exemple, 3$\rm Ker(f)=\{0,1,3\} veut dire que 3$\rm f(0)=0,\;f(1)=0\;et\;f(3)=0.

Dire que 3$\rm Ker(f)=E veut dire que tout élément de E est dans le noyau, ou encore que 3$\rm \forall x\in E, f(x)=0. Mais dire que f est nulle en tous les vecteurs de E, cela veut dire que f est l'application nulle !

Bien, ici on a 3$\rm Ker(u+v-Id)=\mathbb{R}^{2}, cela veut donc dire que l'application 3$\rm u+v-Id est nulle, ie : 3$\rm u+v-Id=0 (0 désigne ici abusivement l'application nulle).
Cela s'écrit encore en passant v-Id de l'autre côté, 3$\rm u=Id-v !

Compris?

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:17

je faisais surement 1 malentendu : f est bien nulle en tout point, ok. mais juste 1 question : dire que Ker (u+v-Id) = un ensemble quelconque ==> u+v-Id = 0 ? En fait peut-on généraliser, i.e. aurait-on le même résultat avec R^3 ou tout autre espace ?

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:30

Non... Le fait que u+v-Id soit nul vient du fait qu'ici le noyau est l'ensemble entier où la fonction est définie.

Si u+v-Id était définie sur 3$\rm \mathbb{C} et que le noyau était 3$\rm \mathbb{R}, u+v-Id ne serait pas l'application nulle. Elle serait juste nulle sur 3$\rm \mathbb{R}

Posté par
kimiferrari
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:32

D'accord il faut 1 "compatibilité" des noyaux. je pense avoir bien compris, ou du - mieux. merci en tout cas.

Posté par
Nightmare
re : problème de matrice 06-01-09 à 21:33

je t'en prie!



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