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racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique

Posté par
stokastik
14-07-08 à 09:41

Salut l'île,

Soit A une matrice carrée de taille p\times p, symétrique positive. On sait qu'il existe une matrice symétrique positive X de même taille que A telle que 3$X^tX=A.

Je me demande si pour tout entier n \geq p, on peut trouver une matrice X de taille n\times p, telle que 3$X^tX=A.

Qu'en pensez-vous ?

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 14-07-08 à 09:44

euh suis-je bête.... il suffit de rajouter des lignes de 0 à la matrice racine carrée X... n'est-ce pas

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 14-07-08 à 09:57


... donc j'ajoute une condition: on n'autorise pas de ligne nulle dans la matrice X.

Et c'est bien cela la question qui m'intéresse.

Une idée ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 14-07-08 à 15:21

Bonjour stokastik

Je crois que c'est vrai. Au moins c'est vrai pour une matrice A diagonale à termes diagonaux strictement positifs. En effet les p colonnes de X sont p vecteurs de Rn qui forment un système orthogonal et de norme racine(valeurs propres de A). Il n'y a
aucun doute que ça existe, et on peut certainement éviter une ligne nulle, en démarrant avec un vecteur dont toutes les coordonnées sont non nulles et en faisant un truc du genre Gram-Schmidt. Or toute matrice symétrique positive est diagonalisable, donc on doit pouvoir s'arranger par changement de base.

Posté par
Fradel
racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 14-07-08 à 18:12

Bonjour Stokastic,

Si A est une matrice de taille pxp, et si la matrice X est de taille nxp, il est sûr que X.tX ne peut pas être égal à A.
Maintenant, je suis sûr qu'avec la condition "p>n" il est impossible, en général, de trouver X de taille pxn telle que X.tX=A.
je réfléchis encore pour le cas où p<n.

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 14-07-08 à 19:23

@ Camelia:
Je n'ai pas compris mais pas vraiment lu avec attention

@ Fractal:
je mets le "t" de transposée à droite et pas à gauche, donc n\time p c'est ok.

Merci pour votre intérêt.

Posté par
Fradel
racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 10:19

Citation :
je mets le "t" de transposée à droite et pas à gauche, donc  c'est ok.


Sorry, j'aurai pu faire attention.

Citation :
Je crois que c'est vrai. Au moins c'est vrai pour une matrice A diagonale à termes diagonaux strictement positifs.


Tout à fait d'accord

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 11:55

Fractal, donc au final tu penses comme Camelia que la réponse est oui ?

Posté par
monrow Posteur d'énigmes
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 11:58

C'est Fradel et non Fractal !

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 12:12

en effet désolé Fradel

Posté par
Fradel
racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 17:33

Pas moi, stokastik ; cette confusion est toute à mon honneur.

Posté par
Fradel
racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 18:07

oui stockastik; je pense que la propriété est vraie pour des matrices symétriques à valeurs propres strictement positives. En revanche, je n'affirme rien pour les matrices symétriques positives de rang inférieur à p.

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 21:58

Ok mais moi je n'ai rien compris.

Citation :
Au moins c'est vrai pour une matrice A diagonale à termes diagonaux strictement positifs. En effet les p colonnes de X sont p vecteurs de Rn qui forment un système orthogonal et de norme racine(valeurs propres de A).

Jusque là pas de problème. Ici la matrice X dont tu parles est la racine carrée de A.

Citation :
Il n'y a aucun doute que ça existe, et on peut certainement éviter une ligne nulle, en démarrant avec un vecteur dont toutes les coordonnées sont non nulles et en faisant un truc du genre Gram-Schmidt.

Alors là je ne sais pas du tout de quoi tu parles. Quel rapport avec la matrice X précédente ? Que fait-on? Je ne comprends pas. Il s'agit de se fixer n\geq p et de prouver qu'il existe une "racine rectangle" de taille n\times p. On se fixe n et on fait quoi ?

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 22:03

Ah vous voulez dire qu'avec Gram-Schmidt, on peut orthogonaliser n vecteurs ?

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 22:07

... non parce que des vecteurs orthogonaux sont libres non ?..

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 22:12

J'ai perdu les pédales ou c'est vous ? Il ne peut pas y avoir n>p vecteurs orthogonaux dans {\bb R}^p. Ou c'est ma question qui n'a pas été comprise ? Ou bien quoi ?

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 15-07-08 à 22:18

Ah je crois que je commence à comprendre ma bêtise: c'est p vecteurs dans {\bb R}^n. Promis cette fois je vais réfléchir avant de reposter.

Posté par
Camélia Correcteur
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 16-07-08 à 17:29

Alors, finalement tu y es ? C'est bien p colonnes dans R^n, avec p inférieur à n, donc en partant d'un vecteur non nul, (éventuellement toutes coordonnées non nulles, on peut le compléter en p vecteurs orthogonaux dont on corrige la norme. Je ne vois pas d'inconvénient à ce que sur la diagonale de A il y ait des 0...

Posté par
stokastik
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 28-07-08 à 16:36

Ok mais il me semble que pour finir il faut utiliser le théorème qui dit  qu'une matrice symétrique est diagonalisable avec une matrice de passage orthogonale non ?

En effet avec Gram-Schmidt on est arrivé à  X_0^tX_0=D  pour D matrice diagonale. Pour la cas d'une matrice symétrique A quelconque, on prend P orthognale telle que A=P^tDP et on prend alors X=X_0P.

C'est ça ?

Posté par
Camélia Correcteur
re : racine carrée (mais rectangle) d'une matrice symétrique 28-07-08 à 16:40

C'est exactement ça!



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