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Niveau Prepa (autre)
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trace de matrice diagonalisable

Posté par
Crei
24-03-24 à 22:41

Bonjour, je vous espère bien portant.
J'ai une inquiétude.
M diagonalisable de matrice diagonale
Est ce que tr(M)=tr(D^2)
J'aimerais savoir s'il y'a une preuve de cette assertion :  D , on a tr(M)=tr(D)

Posté par
Ulmiere
re : trace de matrice diagonalisable 24-03-24 à 23:08

Ta question est incompréhensible

Posté par
Crei
re : trace de matrice diagonalisable 25-03-24 à 02:34

Excusez , une erreur s'est glissée.
Soit M une matrice diagonalisable de matrice diagonale D.
Est ce que tr(M^2)=tr(D^2)?

Et J'aimerais savoir s'il y'a une preuve de cette assertion :   on a tr(M)=tr(D)

Posté par
verdurin
re : trace de matrice diagonalisable 25-03-24 à 09:50

Bonjour,
si on sait que tr(M)=tr(D) on a directement tr(M2)=tr(D2) car M2 est diagonalisable et la matrice diagonale associé est D2.

Pour montrer que tr(M)=tr(D) on peut utiliser le théorème :
si A et B sont deux matrices carrées de même taille alors tr(AB)=tr(BA).

On peut aussi savoir que la trace d'une matrice est la somme de ses valeurs propres mais je ne sais pas si c'est à ton programme.

Posté par
Ulmiere
re : trace de matrice diagonalisable 25-03-24 à 15:41

C'est du cours! La trace et le déterminant sont des invariants de similitude.

Mais si M = PDP^{-1} alors M^2 = MM = PD(P^{-1}P)DP^{-1} = PD^2P^{-1} par associativité du produit matriciel. M^2 et D^2 sont donc deux représentations du même endomorphisme dans des bases différentes, et donc ont la même trace, le même déterminant, ....

Ce dernier résultat est une conséquence de l'égalité que mentionne verdurin Tr(AB) = Tr(BA).
En effet, si M = PDP^{-1}, c'est encore l'associativité du produit matriciel qui permet de dire que Tr(M) = Tr(PD\cdot P^{-1}) = Tr(P^{-1}\cdot PD) = Tr(D).
De même, \det M = \det (PDP^{-1}) = \det P \cdot \det D \cdot (\det P^{-1}) = \det P \cdot \det D \cdot (\det P)^{-1} =  \det D parce que les corps sont en particulier des anneaux commutatifs.

Posté par
Crei
re : trace de matrice diagonalisable 27-03-24 à 10:36

Bonjour, merci pour vos interventions. J'y vois plus clair.

à verdurin, nous avons vu les valeurs propres et la relation avec la trace.
J'étais sur un exercice où me demandais de montrer que la restriction d'une forme quadratique ...A on associe tr(A^2) ... à l'ensemble des matrices symétrique est définie et positive .

Pour répondre à la question ils ont utilisé des sommes choses que je ne maîtrise pas donc je suis passé par les propriétés ci dessus demandée.
Si quelqu'un à des astuces pour maîtriser les sommes , surtout comment matérialité ça un peu dans sa tête 😅 je ne suis pas très clair désolé



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