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Niveau Maths sup
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rang d'une forme quadratique

Posté par
these
30-04-08 à 00:38

Je suis bloquee dans cet exercie. Votre aide s'il vous plait.

Soit f une forme bilin´eaire sym´etrique sur E et q la forme quadratique associ´ee.
On pose pour x \in E : \varphi(x) = q(a)q(x)-f2(a; x).
1. Montrer que \varphi est une forme quadratique sur E.
2. Si E est de dimension finie comparer les rangs de \varphi et q.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : rang d'une forme quadratique 30-04-08 à 09:41

Bonjour à toi aussi.

Qu'est-ce que a, il est fixé?


Si oui, vérifie que l'application de ExE dans R qui à (x,y) associe q(a)f(x,y) - f(a,y)f(a,x) est une forme bilinéaire symétrique, de forme quadratique associée \phi.

Posté par
these
re : rang d'une forme quadratique 30-04-08 à 20:27

a est fixe.
Je n'ai pas compris comment je dois repondre a ces deux questions?

Posté par
these
re : rang d'une forme quadratique 30-04-08 à 21:28

pour la premiere je pense que je dois mq \varphi(\lambda x)=\lambda\varphi(x).
et g(x,y)=(1/2)[\varphi(x+y)-\varphi(x)-\varphi(y)] est une forme bilineaire symetrique.
Mais c'est quoi exactement l'expression de g?

Posté par
Tigweg Correcteur
re : rang d'une forme quadratique 30-04-08 à 21:39

Faux, phi n'est pas linéaire!

Pour prouver que phi est une forme quadratique, soit on prouve que g(x,y)=(1/2)[phi(x+y)-phi(x)-phi(y)] est une forme bilineaire symetrique en effet, soit on exhibe une application qui a toutes les chances d'être la fbs associée!

C'est exactement ce que je t'ai donné aujourd'hui.

A toi de vérifier que c'est bilinéaire symértrique et qu'en prenant x=y on retombe sur phi!

Posté par
these
re : rang d'une forme quadratique 05-05-08 à 13:30

Ok c'est bien resolu pour 1/
Mais qu'en est-il pour 2/???
Aussi j'ai comme 3 eme question: Detetrminer le noyau de la forme polaire de \varphi en fonction de celui de f et a.
J'ai trouve une reponse pour 3/ mais je n'ai pas compri pourquoi dans le cas q(a)\neq 0 alors Ker(\varphi)=Ker(f)\oplus<a> Je n'ai pas compris pouquoi?
Merci pour votre aide.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : rang d'une forme quadratique 06-05-08 à 11:05

Bonjour,

appelons \rm\phi la forme polaire de .

L'inclusion de droite à gauche est assez évidente :



4$\rm\forall x\in Ker f,\;\rm\forall\alpha\in\mathbb{R} ,\;\forall y\in E,\;
 \\ 
 \\ 
 \\ 
 \\ 
 \\ \;\;\phi(x+\alpha.a,z)=q(a)f(x+\alpha.a,z)-f(a,x+\alpha.a)f(a,z)
 \\ 
 \\ 
 \\ =q(a).[f(x,z)+\alpha.f(a,z)]-f(a,x)f(a,z)-\alpha.f(a,a)f(a,z)
 \\ 
 \\ 
 \\ =q(a).\alpha.f(a,z)-\alpha.q(a).f(a,z)=0,



ce qui prouve que 4$\rm\fbox{ x+\alpha.a\in Ker\phi}, CQFD.






Réciproquement, cherchons à écrire tout 4$\rm x\in Ker \phi sous la forme 4$\rm \alpha.a+y,\;y\in Ker f.


Une condition nécessaire à cela est que 4$\rm f(x,a)=\alpha.f(a,a)+f(y,a)=\alpha.q(a) donc, avec 4$\rm q(a)\neq 0, que 4$\rm \fbox{\alpha=\fr{f(x,a)}{q(a)}}.




Tout revient donc à prouver que: 4$\rm\fbox{\forall x\in Ker\phi,\;\;y=x[\fr{f(x,a)}{q(a)}].a\;\in Ker f}.




Soit donc 4$\rm z\in E, ce qui implique 4$\rm \phi(x,z)=0.




On a: 4$\rm f(y,z)=f(x-[\fr{f(x,a)}{q(a)}].a,z)=f(x,z)-[\fr{f(x,a)}{q(a)}]f(a,z)=\fr 1{q(a)}[q(a)f(x,)-f(x,a)f(a,z)]=[\fr 1{q(a)}].\phi(x,z)=0.




D'où 4$\rm\fbox{ y\in Ker f}, ce qui prouve l'inclusion de gauche à droite.




En résumé: 4$\rm\fbox{ Ker \phi=Ker f\;\bigoplus\;<a>}.




Cela entraîne également que: 4$\rm rg(\phi)=rg(f)-1=rg(q)-1.




Tigweg

Posté par
Tigweg Correcteur
re : rang d'une forme quadratique 06-05-08 à 11:11

Pardon, au lieu de ce qui est écrit, il faut lire:




Citation :
Tout revient donc à prouver que: 4$\rm\fbox{\forall%20x\in%20Ker\phi,\;\;y=x-[\fr{f(x,a)}{q(a)}].a\;\in%20Ker%20f}.

Posté par
these
re : rang d'une forme quadratique 06-05-08 à 17:40

ok j'ai compris. Je vous remercie infiniment.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : rang d'une forme quadratique 06-05-08 à 17:53

Avec plaisir.



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