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Niveau Maths sup
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Valeur propre, diagonalisation

Posté par
Greg789
09-05-08 à 15:21

bonjour

Je fais un exercice et j'ai besoin de quelques explications...

Le polynome caracteristique de f est (x+1)2x. les val-propre sont donc -1 (double) et 0.

D'abord il faut montrer qu'elle est diagonalisable.

Je voulais calculer l'espace propre de -1 et 0 mais dans la correction ils ne calculent que l'espace propre pour -1. Pourquoi on ne calcul pas pour 0?

la matrice de départ était
3  4  8
5 -6 10
1 -1  1

donc pour calculer l'esp-propre en -1, la correction dit:

on résout

(3+1)x  -4y  8z=0
5x  (-6+1)y  10z=0
x  -y  (1+1)z=0

soit (après calcul) x-y+2z=0

jusque là j'ai compris mais là je sais pas comment faire pour trouver une base de E-1. comment fait-on pour obtenir une base à partir de ce résultat?

voilà ce sont des problèmes de méthode... à l'aide s'il vous plait!!

Merci d'avance.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:28

Bonjour

L'espace propre associé à 0 est de dimension 1, puisque 0 est racine simple. La diagonabilité se joue sur la dimension de E-1 si c'est 2 c'est oui, si c'est 1 c'est non.

Maintenant (sans avoir vérifié les calculs) si les éléments de E-1 vérifient x-y+2z=0 pour avoir une base on choisit deux tels vecteurs linéairement indépendants. Par exemple (1,1,0) et (0,2,1) conviennent (il n'y a pas unicité).

Si tu veux une base sur laquelle la matrice est diagonale, il te faut aussi un vecteur non nul de E0.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:31

Bonjour,

l'espace propre associé à -1 est de dimension 2, il est en somme directe avec l'espace propre associé à 0 qui est au moins de dimension 1.Conclusion: ce dernier est exactement de dimension 1 et ces deux espaces propres sont supplémentaires, ce qui implique que f est diagonalisable.

De plus pour trouver une base du premier espace propre, il suffit de trouver deux vecteurs indépendants dont les coordonnées vérifient x-y+2z=0 pour chacun d'entre eux.

(e=(1,1,0) , f=(0,2,1)) par exemple convient.

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:31

Salut Camélia.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:33

Salut Tigweg (on se fait piquer le prénom?)

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:34

Oh, cela peut sans doute se voir dans les deux sens!

Posté par
Greg789
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:44

mais est ce qu'il ne serait pas plus facile de dire que f est diagonalisable parce qu'il est de dimension 3 et qu'on aussi trois racines vu que -1 est double?

donc si j'ai bien compris a chaque qu'on a 0 comme valeur propre, ce n'est pas la peine de calculer l'espace propre?

et par rapport au choix des vecteurs pour la base de E-1: pourquoi deux vecteurs et trois par exemple?

enfin une dernière question: 0 est valeur propre et il faut un vecteur non nul de E0 pour montrer que f est diagonale. Au debut j'avais calculé kerf et j'ai trouver (4,5,1) comme base, je peut reprendre cette même base en tant que de base E0 non? puisque résoudre un système avec 0 en valeur propre c'est la même que celle pour trouver une base de kerf.

dsl si ca fait trop de question à la fois...

Posté par
Greg789
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:49

je n'avais pas vu le poste de tigweg... comment tu sais que l'espace propre associé à -1 est de dimension 2?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 15:52

Attention!
Voilà une matrice qui a le même polynôme caractéristique et qui n'est pas diagonalisable!

\(\begin{array}{ccc} -1 & 1& 0\\ 0 & -1 & 0 \\ 0 & 0 & 0\end{array}\)

Pour une base de E-1 dans ton exo on prend deux vecteurs pour une base, parce qu'il est de dimension 2.

(4,5,1) n'est pas dans le noyau de ta matrice!

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Valeur propre, diagonalisation 09-05-08 à 19:27

x-y+2z=0 est l'équation d'un plan, l'espace associé à la valeur propre -1 est donc bien de dimension 2...

Ou alors tu peux dire que le rang de A+I vaut 1 et utiliser le théorème du rang.



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