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Niveau maths spé
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valeurs propres

Posté par
DTB
12-10-08 à 21:06

Bonsoir, j'aurai besoin d'un peu d'aide pour un exercice
M dans Mn(R) admettant n valeurs propres distinctes
A dans Mn(R) tel que MA=AM
On sait que les vecteurs propres de M sont les vecteurs propres de A
Montrer qu'il existe L1,L2,...,Ln tels que A=(k=0 à n-1) Lk M^k

merci

Posté par
perroquet
re : valeurs propres 12-10-08 à 23:39

Bonsoir, DTB

Je connais la réponse à ta question.
Mais dans un précédent topic, je n'ai pas eu de réponse sur la suggestion que je t'avais faite.
Donc, je vais attendre un petit peu.

Posté par
DTB
re : valeurs propres 13-10-08 à 07:12

Si c'est à propos de la famille liée, il n'y avait plus grand chose à dire (à part merci)... ton message donnais directement la réponse...(et j'avais dis merci juste un peu plus haut)...

Posté par
lolo217
re : valeurs propres 13-10-08 à 10:43

"On sait que les vecteurs propres de M sont les vecteurs propres de A"

ce n'est pas tout à fait exact .


Sinon pour le reste essaie de penser en terme dedimension d'espaces vectoriels.

Posté par
perroquet
re : valeurs propres 13-10-08 à 15:28

lolo217 a raison. Il faut préciser ta phrase concernant les vecteurs propres.

Cette précision étant faite, plaçons-nous dans une base commune de vecteurs propres de M et de A. Notons:

(e_i), 1 inférieur à i inférieur à n, cete base de vecteurs propres
Ae_i= a_i e_i
Me_i=m_i e_i
3$ P=\sum_{k=0}^{n-1} L_kX^k

L'égalité  A=P(M) est équivalente à   a_i=P(m_i)  pour i compris entre 1 et n.
Et maintenant, on peut penser au polynôme d'interpolation de Lagrange.

Posté par
DTB
re : valeurs propres 13-10-08 à 19:08

la phrase exacte est "tout vecteur propre de M est vecteur propre de A"

par contre je ne vois pas comment on obtient A=P(M)...

pour conclure j'imagine que l'existence des Lk ce fait par l'existence de P...

Posté par
perroquet
re : valeurs propres 13-10-08 à 19:11

Citation :

par contre je ne vois pas comment on obtient A=P(M)...


A et P(M) sont égales si et seulement elles coïncident sur la base (e_i).
Il ne reste plus qu'à calculer   Ae_i   et   P(M)e_i

Posté par
DTB
re : valeurs propres 13-10-08 à 19:25

Ae_i=a_i e_i
mais comment calcule-t-on P(M)?
P(M)=Lo+L1.M+...+Ln-1.M^n-1 ?

Posté par
lolo217
re : valeurs propres 13-10-08 à 20:10

Pour la piste avec les espaces vectoriels :
1) l'ensemble des matrices qui commutent à M  est un espace vectoriel
2) le polynôme minimal de M  est de degré n  et tout polynôme en  M  commute à M
3) l'espace des matrices commutant à M  est de dimension égale à n

Posté par
DTB
re : valeurs propres 13-10-08 à 20:44

merci lolo217 mais j'ai déja du mal avec la méthode de perroquet, alors je ne vais peut etre pas me lancer dans une autre

Posté par
perroquet
re : valeurs propres 13-10-08 à 21:01

P(M)=L_0Id +L_1M +L_2M^2+\ldots +L_{n-1}M^{n-1}

Id(e_i)=e_i
Me_i= b_ie_i
M^2e_i=b_i Me_i=b^2_ie_i
...
M^{n-1}e_i=b^{n-1}_ie_i

Donc
P(M)e_i=(L_0+L_1b_i+L_2b^2_i+\ldots L_{n-1}b_i^{n-1}) e_i= P(b_i)e_i

Posté par
DTB
re : valeurs propres 13-10-08 à 21:13

donc on obtient pour les bi distincts P(bi)=ai car P(M) et A coincident sur les ei...et on conclue?

Posté par
perroquet
re : valeurs propres 13-10-08 à 21:20

Oui, en utilisant les polynômes d'interpolation de Lagrange

Posté par
DTB
re : valeurs propres 13-10-08 à 21:37

merci bien perroquet pour ce guidage...



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