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Niveau Licence Maths 1e ann
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Algèbre linéaire!

Posté par
sketchead100
15-06-11 à 14:21

bonjour à tous!

voila, je refais mon partiel de math, et je me rends compte que j'ai pas mal de lacunes! si quelqu'un pouvait m'aider pour répondre à quelques questions, ce serait vraiment sympa!

On étudie l'application linéaire suivante:

f(x,y,z) = (2x-2y-2z , x-y-2z , 3/2x - 3/2y -2z )

b) tout d'abord je n'arrive pas à calculer l'image de f... j'ai trouvé une méthode pour trouver une base de l'image de f mais pas l'image...

e) déterminer les valeurs propres. vérifier vos résultats avec les méthodes usuelles. ( Triez les valeurs propres par ordre croissant).

f) La matrice est elle diagonalisable? ( justifiez on prendra des vecteurs propres dont la 1ère composantes non nulle vaut 1).

G) déterminer une base de vecteurs propres ( on prendra des vecteurs propres dont la 1ere composante non nulle vaut 1).
   Donnez la matrice de passage associée.

h) Déterminer le décomposition diagonales de A ( qui est la matrice représentative de f) ( on calculera toutes les matrices).



Merci d'avance!

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 14:27

Bonjour

Première remarque: fais attention aux parenthèses. Tu écris 3/2x-3/2y-2z. Comme il s'agit d'applications linéaires je me doute bien que c'est (3/2)x-(3/2)y-2z mais toi tu as écrit
\frac{3}{2x}-\frac{3}{2y}-2z

b) Je ne comprends pas... Si tu as une base de l'image, l'image est l'ensemble des combinaisons linéaires des vecteurs de la base!

e) Tu as calculé le determinant de f-XI? Tu n'arrives pas à trouver les racines?

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 14:41

oups désolé pour les parenthèses!

b)pour être plus clair, connais-tu une méthode simple pour calculer l'image?

e)oui je l'ai calculé mais je trouve quelque chose de bizarre...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 15:08

b) Oui, bien sur, c'est le sous-espace engendré par les vecteurs colonne de la matrice!

e)

\det\left(\begin{array}{ccc}2-X & 1 & 3/2\\ -2 & -1-X & -3/2\\ -2 & -2 & -2-X\end{array}\right)=\det\left(\begin{array}{ccc}-2-X & -2-X & -2-X\\ -2 & -1-X & -3/2\\ -2 & -2 & -2-X\end{array}\right)=(-2-X)\det\left(\begin{array}{ccc}1 & 1 & 1\\ -2 & -1-X & -3/2\\ -2 & -2 & -2-X\end{array}\right)
=(-2-X)\det\left(\begin{array}{ccc}1 & 0 & 0\\ -2 & 1-X & 1/2\\ -2 & 0 & -X\end{array}\right)

D'abord ajouter toutes les lignes à la première; puis après la mise en facteurs retrancher la première colonne de chacune des deux autres. Maintenant tu peux finir!

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 15:21

b) je sais qu'il faut que j'utilise les bases canoniques mais je ne sais pas comment l'appliquer...

e) Il y a toujours un x² qui me gène quand je calcule le det...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 15:35

Tu plaisantes? Le déterminant vaut (-2-X)(1-X)(-X)

A priori l'image est l'ensemble des vecteurs de la forme

a\left(\begin{array}{r}2\\ -2\\ 2\end{array}\right)+b\left(\begin{array}{r}1\\ -1\\ -2\end{array}\right)+c\left(\begin{array}{r}3/2\\ -3/2\\ -2\end{array}\right)

Ensuite tu peux remarquer qu'il y a une relation entre les trois colonnes. (Par exemple avec la méthode du pivot de Gauss). Il sufit de prendre seulement les deux premiers vecteurs qui sont bien linéairement indépendants.

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 15:45

ah oui en effet donc les valeurs propres sont dans lordre croissant -2 , 0 et 1.


pour l'image j'ai vraiment du mal!

il suffit juste de faire cela?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 15:54

Si ça ne t'inspire pas, rappelle toi comment est définie l'image.

Ce sont les Y pour lesquels il existe X vérifiant f(X)=Y. Si on pose Y=(u,\ v,\ w) on veut pouvoir résoudre le système

\left\{\begin{array}{rcl}2x-2y-2z & = & u\\ x-y-2z & = & v\\ (3/2)x - (3/2)y -2z & = & w\end{array}

Si je ne me trompe pas, on trouve u+v-2w=0

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 16:02

Donc l'image de f est le plan d'équation cartésienne u+v = 2w ?

si je met ça j'aurais bon?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 16:10

Oui, c'est ça.

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 16:15

ok merci!

peux tu m'aider pour le reste?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 16:37

Bon, tu as les avleurs propres. Cherche des vecteurs propres pour chacune!

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 16:45

que faut-il faire pour montrer quelle est diagonalisable?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 17:02

Comme elle a trois valeurs propres distinctes, on sait (enfin, moi je sais) qu'elle est diagonalisable. Il te reste à trouver une base formée de vecteurs propres.

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 17:23

si je pars comme ça c'est bon?

Soit E1 le sev propre associé a la vp simple lambda 1 = -2

Donc U= (x,y) appartient à E1 A.U = -2.U

2x-2y-2z= -2x

x-y-2z = -2y

3/2 x - 3/2 y -2 z = -2z


et c'est la que j'ai du mal à trouver x, y et Z...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 17:42

Oui, c'est bien l'idée...

La dernière équation te donne x=y, et la première devient alors z=x. Donc E_{-2}=\{(x,x,x)\} le vecteur (1,1,1) en est une base!

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 17:58

ok merci!

il suffit alors de trouver les 2 autres vecteurs?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 17:59

Oui, bien sur.

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 18:03

ok

peux tu me dire ce qu'est une matrice de passage associée?

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 15-06-11 à 23:53

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 16-06-11 à 14:06

C'est la matrice dont les colonnes sont formées des nouveaux vecteurs de base (ou son inverse selon les auteurs) Tu n'as pas un cours?

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 16-06-11 à 23:54

ah ok donc il suffit de réunir les 3 vecteurs?

nan pas de cours...

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 12:37

et pour la derniere svp?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 14:08



Tu as les valeurs propres de A et tu ne sais pas écrire les matrices diagonales semblables à A?

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 14:23

j'ai pas vu cette partie du cours...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 14:45

Alors à quoi rime tout cet exo?

On peut diagonaliser f en mettant les valeurs propres sur la diagonale. Comme on peut les placer n'importe comment, il y a 6 possibilités.

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 15:06

il dise on calculera toute les matrices

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 15:12

Eh bien tu les écris!

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 15:24

il suffit juste de remplacer par les valeurs? et donc avoir 6 représentations?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 15:25

Oui, bien sur!

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 17-06-11 à 15:28

et ben je te remercie beaucoup Camélia! tu m'a beaucoup aidé!

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 20-06-11 à 21:55

en relisant j'ai pas très bien compris au poste de 15h08 pourquoi on a -2-X sur la premiere ligne au lieu de 2-x... c'est le - qui me gene! merci!

Posté par
sketchead100
re : Algèbre linéaire! 20-06-11 à 21:58

ah nan j'ai compris!

Posté par
getmo
image de f 09-07-11 à 01:47

salut moi aussi jai des problemes avec l'image de f
pour une fonction comme (x+y;x+y) quelle pourrait etre une base de imf svp?

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algèbre linéaire! 09-07-11 à 15:03

Bonjour getmo

S'il s'agit d'une fonction de R^2 dans R^2 c'est évident que l'image est formée de vecteurs de la forme (u,u) donc (1,1) en est une base.



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