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Algebre linéaire:Anneaux (suite)

Posté par
robby3
17-09-07 à 21:58

Bonsoir tout le monde,j'aurais besoin d'un coup de main pour cet exercice...

>>\rm Soit n\ge.On propose de determiner les diviseurs de 0 de M_n(\R)
 \\ 
 \\ 1)Montrer que si M est un diviseur de 0 de M_n(\R) alors rg(M)<n
 \\ 
 \\ 2)a)Montrer qu'il existe des elements inversibles P et Q de A=M_n(\R)
 \\ 
 \\  tels que
 \\ 
 \\ PMQ soit une matrice diagonale avec r fois 1 et n-r fois 0 sur la diagonale.
 \\ 
 \\ b)Deduire de a) que M est un diviseur de 0 de A

J'arrive meme pas à la 1),j'ai juste vu sur wikipedia que les divieurs à droite c'était les matrices non surjectives et à gauche les non-injectives mais je sais pas comment le trouver.

Je me suis dis,M diviseur de 0 de Mn(R) donc pour tout N dans Mn(R),MN=0 (M différent de 0 évidemment)....
Bref je vois pas alors si vous avez une quelconque idée,je suis pret à vous suivre.
Merci d'avance!

Posté par
Nightmare
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 17-09-07 à 22:22

Bonsoir

sauf erreur,

Si l'on appelle 3$\rm C_{1},...,C_{n} lest vecteurs colonnes on a 3$\rm rg(M)=dim(Vect((C_{i})_{1\le i\le n})))\le dim(M_{n}(R))=n

Or rg(M)=n si et ssi M est inversible ce qui n'est clairement pas le cas ici !

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 17-09-07 à 22:27

Ah oué!! pff j'avais pas vu

Une idée pour la suite??

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 17-09-07 à 22:27

et merci j'avais oublié aussi

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 17-09-07 à 22:32

j'ai oublié de préciser,pour le 2) M est un élément de Mn(R) de rg<n bien entendu

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 17-09-07 à 22:39

le rang de M est r aussi!!

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 17-09-07 à 23:19

pour la 2)b) ç'a devrait aller
pour la a) j'ai vraiment pas d'idées?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 18-09-07 à 13:04

Bonjour à tous

robby > je te conseille de passer par l'application linéaire associée.

Si tu appelles f l'endomorphisme de \Large{\mathbb {R}^n} telle que M soit la matrice de f dans la base canonique, alors il faut montrer qu'il existe deux bases B et B' telles que la matrice de f dans les bases B, B' soit de la forme voulue (attention, il y a bien deux bases).
En d'autres termes, il faut montrer qu'il existe deux bases \Large{(e_1,...e_n)} et \Large{(f_1,...f_n)} tel que pour tout i inférieur à r, \Large{f(e_i)=f_i} et pour tout i supérieur à r+1, \Large{f(e_i)=0}.

Pour la première base, tu peux commencer par considérer une base du noyau que tu complètes. Pour la base B', certains vecteurs seront déjà connus (vu ce que l'on veut démontrer).

Sinon, si tu ne veux vraiment pas faire ça, tu peux toujours montrer ça par récurrence, en utilisant le pivot de Gauss (tes matrices P et Q seront alors des produits de matrice de permutation, transvection et dilatation)

Kaiser

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 18-09-07 à 13:09

Salut robby3 et kaiser!

J'ai eu une longue coupure internet, content de vous revoir!

Tigweg

Posté par
kaiser Moderateur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 18-09-07 à 13:14

Salut Tigweg

Content de te revoir également !

Kaiser

Posté par
Tigweg Correcteur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 18-09-07 à 13:17

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 18-09-07 à 16:45

Content de vous revoir tout les deux !!
Par contre Kaiser,j'ai bien peur que là,j'ai extremement beaucoup de mal à résoudre l'exercice!:o

Qu'entends tu par "considérer une base du noyau que tu complètes."???

Désolé mais là,ça va etre dur dur!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 18-09-07 à 19:11

Citation :

Qu'entends tu par "considérer une base du noyau que tu complètes."???


Ta base B va être constituée de la manière suivante.
Le noyau de ton application linéaire est un espace vectoriel de dimension finie n-r (car son rang vaut r), donc il admet une base \Large{(u_1,..u_{n-r})}.
Par le théorème de la base incomplète, tu peux compléter cette famille libre en une base \Large{(u_1,..u_{n})} de \Large{\mathbb{R}^n}.

Reste à trouver la deuxième base.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 18-09-07 à 22:46

Ok,je comprend ce que tu as fais...
Maintenant faut trouver une base tel que l'on ait r fois 1 sur la diagonale...donc ne fait faut un espace vectoriel de dimension r qui admet comme base (e1,e2,...,er) tel que f(e1)=1,f(e2)=1=...=f(er)=1
Mais comment justifier son existence?

Merci encore de votre soutien!

Posté par
kaiser Moderateur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 19-09-07 à 12:53

Citation :
donc ne fait faut un espace vectoriel de dimension r


eh ben, celui engendré par les r derniers vecteurs de la base \Large{(u_1,...u_n))}.

Citation :
tel que f(e1)=1,f(e2)=1=...=f(er)=1


ceci n'a pas de sens.
ces vecteurs doivent vérifier ce que j'ai écrit dans mon tout premier message.
De toutes façons, la matrice nous dit exactement ce que l'on veut.
En effet, vu la forme de cette matrice, on a plusieurs renseignements.

1) si on connait les r premiers vecteurs de la base de départ, on connait les r premiers vecteurs de la base d'arrivée. En effet, si les r premiers vecteurs de la première base sont notés \Large{e_i}, et les r premiers vecteurs de la deuxième base sont notés \Large{f_i}, alors pour i inférieurs à r, on aura \Large{f_i=f(e_i)}
2) les n-r derniers vecteurs sont dans le noyau (c'est pour cela qu'on a commencé par considérer une base du noyau de f)

Précédemment, on déjà déterminé la première base (par contre, pour avoir la matrice voulu, il faut réarranger les vecteurs en plaçant les vecteurs du noyau en dernier).
Bref, il ne reste plus qu'à dire quels vecteurs tu prend pour être les n-r autres vecteurs de la base d'arrivée.

Kaiser

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 14:18

Bon bah je crois que je verrais ça en TD lundi parce que là,je comprend vraiment pas le pourquoi du comment...
Je te remercie encore de ta bonne volonté et ta patience!

Par contre j'ai une question annexe dont je ne suis pas sur de la réponse...Pour A,B dans Mn(R) la formule (A+B)²=A²+B²+2AB ne marche que si la loi + est associative et . distributif sur +...non?

Parce qu'on me demande de donner une condition nécessaire et suffisante pour que ça marche...

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 14:25

Salut robby3

La condition nécessaire est suffisante pour ta formule est AB=BA (pour les matrices que tu considères; même si la loi n'est pas commutative, deux matrices peuvent commuter)

Posté par
robby3
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 14:44

oui d'accord.
Merci Camélia!
A bientot!

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 14:45

Posté par
H_aldnoer
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 21:43

Salut à tous!

On a eut le même exo en td lol, mais j'ai pas compris ceci :

Citation :

Or rg(M)=n si et ssi M est inversible ce qui n'est clairement pas le cas ici !


??

Posté par
Nightmare
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 21:47

Ben ça se démontre :

Si on appelle f l'endormorphisme de Mn,1(K) représenté par M dans la base canonique, la famille des vecteurs colonnes est une base si et seulement si f est bijective ce qui permet de conclure.

Posté par
H_aldnoer
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 21:54

Euhh... J'ai pas suivis là !

Posté par
Nightmare
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 21:55

Qu'est-ce que tu n'as pas compris en fait? que rg(M)=n si et ssi M est inversible ou que M n'est pas inversible dans notre problème?

Posté par
H_aldnoer
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 20-09-07 à 22:00

que la famille des vecteurs colonnes est une base ssi f est bijective

Posté par
Camélia Correcteur
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 21-09-07 à 14:37

Bonjour

Il faut savoir qu'en dimension finie, pour une application linéaire d'un espace E dans lui-même les conditions suivantes sont équivalentes:

f bijectivef injectivef surjective

(ça vient du fait que dim ker f+dim im f=dim E)

Une application est donc bijective si et seulement si elle est surjective, c'est-à-dire si rg(f)=dim E.

Posté par
jeanseb
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 21-09-07 à 15:59

Bonjour

Citation :
la famille des vecteurs colonnes est une base ssi f est bijective


La famille des vecteurs colonnes, c'est la famille des images de vecteurs de la base, les f(ei).

cette famille est une base
ssi elle est libre (car elle a n elements)
ssi le déterminant du système est non nul
ssi le déterminant de la matrice M est non nul
ssi f est bijective.

Non?

Posté par
H_aldnoer
re : Algebre linéaire:Anneaux (suite) 21-09-07 à 18:53

Okay!
Merci à tous !!



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