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à propos de la trace d une matrice

Posté par mickachef (invité) 28-10-05 à 10:14

bonjour,

on note "tr" l'application qui à toute matrice de E= Mn(R) (les matrices carrées d'ordre n de réels) associe sa trace et on admet que cette application est linéaire.

on me demande de montrer que Im(tr) = R (l'ensemble des réels) et de trouver alors la dimension de ker(tr)

pour cela j'ai essayé d'utiliser la définition de la trace avec un sigma mais prouver qu'une somme vaut R ca me parait vraiment abstrait....
apres pour trouver la dimension de ker(tr) je me propose d'utiliser le théoreme du rang mais le problème c'est que j'ignore la dimension de la trace d'une matrice et du coup celle de Im(tr)....


enfin si vous pouviez juste me donner une piste je cherche a montrer que
E = Ker(tr) + Vect(I) en somme directe

ou I représente la matrice unité de E...


merci davance!!

Posté par
cinnamon
re : à propos de la trace d une matrice 28-10-05 à 10:29

Salut,

tu sais que tr est une application linéaire de M_n(\mathbb{R}) dans \mathbb{R}.

Donc Im(tr) est un sous-espace vectoriel du \mathbb{R}-espace vectoriel d'arrivée, ici \mathbb{R}.

Donc Im(tr) = \{0_{\mathbb{R}}\} ou Im(tr) = \mathbb{R}.

(\array{1&2\\2&3}\) \in M_2(\mathbb{R}) et  tr((\array{1&2\\2&3}\)) = 4 \neq 0 donc Im(tr) \neq \{0_{\mathbb{R}}\}.

Donc Im(tr) = \mathbb{R}.

Je te laisse trouver la dimension du noyau.

à+



Posté par mickachef (invité)désolé jy arrive pas 28-10-05 à 10:44

sui vraiment désolé je comprends pas c'est super abstrait pour moi

xomment passer de la valeur de l'image a la dimension de l'image??
et quelle est la dimension de l'aplication trace???

Posté par mickachef (invité)Conjecture 28-10-05 à 11:01

EN ESSAYANT DE BRICOLER AVec un exemple pour une matrice carrée dordre 3
jarrive a la conjecture

Dim(Im(tr)) = n

et Dim(Ker(tr)) = n²- n

est ce au moins juste??

*** message déplacé ***

Posté par mickachef (invité)désolé g créer un nouvo post par mégarde!! 28-10-05 à 11:02

désolé je croyais ke jécrivé dans mon post précédent mais je me suis trompé :(

excusez moi cétait destiné au poste concernant la trace d'une matrice carrée...


*** message déplacé ***

Posté par mickachef (invité)re 28-10-05 à 11:31

EN ESSAYANT DE BRICOLER AVec un exemple pour une matrice carrée dordre 3
jarrive a la conjecture

Dim(Im(tr)) = n

et Dim(Ker(tr)) = n²- n

est ce au moins juste??

Posté par
cinnamon
re : à propos de la trace d une matrice 28-10-05 à 11:49

Re,

Tu me fais peur...

Quelle est la dimension de \mathbb{R} en tant que \mathbb{R}-espace vectoriel ?

Posté par mickachef (invité)re dsl g eu un pb sur mon pc 29-10-05 à 22:51

bon franchement cinnamon je veux bien te faire peur certes mais en me posant des questions comme ca tu ne fais que enfouir le doute en moi
alor qi qqun veut vraiment maider et mexpliker avec des phrases affirmatives plutot quinterrogatives ca serait sympa...

tout dabord je ne comprends pas que le fait que tr est une application linéaire implique nécessairement que Im (tr) = 0 ou im (tr) = R
je ne ttrouve aps cette propriété dans mon cours

et de plus si on pouvait mexpliquer réellement comment obtenir les dimensions ca maiderait beaucoup... car je ne comprends vraiment pas..

désolé de faire peur...

Posté par
lolo217
re : à propos de la trace d une matrice 29-10-05 à 23:52

Bon zalors je vais essayer d'y aller doucement :

a) Comme la trace est linéaire son image est un espace vectoriel

b) cet espace est contenu dans  R  (c'est un sous-espace vectoriel pour être précis)

c) les seuls sous-espaces vectoriels de R sont 0 ou R  lui même.

d) donc soit la trace vaut toujours 0 (or Tr(I)=n n'est pas nul) donc l'image de la trace c'est  R  tout entier !

e) si  x  est un réel non nul l'ensemble
{ z x /  z  parcourt  R } = R on dit que  R  est un espace vectoriel de dimension 1 car un seul élément à suffit à l'obtenir en prenant "des multiples"

f) tu as donc  dim Im(Tr)=1

g) dans ton cours tu sais
dim E = dim Ker + dim Im(tr)  là je te laisse finir

Posté par biondo (invité)re : à propos de la trace d une matrice 30-10-05 à 00:28

Salut,

Apparemment, ce qui gene mickachef c'est cette histoire de "les seuls sev de R sont 0 et R  tout entier".

Pourquoi ne pas s'en passer, alors?

On cherche a montrer que IM(tr) = R.
Ca revient a montrer que tr est surjective.

Soit donc a un element quelconque de R.

la matrice M de l'espace de depart, construite avec uniquement des 0, sauf le premier coefficient diagonal (ligne 1, colonne 1) qui vaut a, verifie tr(M) = a.

Donc tr est surjective (on a trouve un antecedent a n'importe quel reel), et Im(tr) = R.

Ca va comme ca?
biondo

Posté par
cinnamon
re : à propos de la trace d une matrice 30-10-05 à 09:08

Re,

"bon franchement cinnamon je veux bien te faire peur certes mais en me posant des questions comme ca tu ne fais que enfouir le doute en moi"

Je t'ai posé cette question, non pas pour semer le doute dans ton esprit mais pour que tu cherches la réponse dans ton cours...

Si tu ne sais pas ce qu'est la dimension d'un s-e-v, comment veux-tu réussir un exo sur les applications linéaires ?

à+

Posté par mickachef (invité)merci a tous 30-10-05 à 10:10

la du coup je comprends mieux franchement n énorme emrci a tous et merci a cinnamon aussi

je savais bien ce qu'était la dimension dun sev mais ce que je ne comprené pas ici c'est quil me semblé que cété la dimension d'une aplicaion linéaaire et nom dun sev c pr ca ke je bloquais...

voilou merci a tous



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