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Bijection,valeur propre et diagonalisation

Posté par
robby3
29-11-06 à 19:16

Bonsoir à tous,voila encore un exercice qui me donne du fil à retordre...J'espere que vous allez pouvoir me filer un petit coup de main.

Soit nN* et R_n[X]l'espace vectoriel des polynomes de degré infèrieur ou égale à n.Soit u l'endomorphisme de R_n[X] defini par:
\rm u(X^i)=\sum_{k=0}^{i-1} X^k + (i+1)X^i pour i\in{1,...,n}
a)Montrer que u est bijective
b)Déterminer les valeurs propres de \rm u et u^-1.Montrer que u et u^-1 sont diagonalisables et les diagonaliser.

En fait,ça fait bien 30 minutes que je suis sur l'exo et j'arrive meme pas à montrer que le noyau de u est égale à {0}...pour montrer que u est injectif...
Merci d'avance à tous ceux qui pourront m'aider.

Posté par
H_aldnoer
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 19:26

Salut,

u est bijectif si le determinant de la matrice associé à u est différent de 0. Or, il est simple de déterminant la matrice associé à u en partant de la base canonique car l'endomorphisme est entièrement déterminé par les images des vecteurs de cette base.

Posté par
H_aldnoer
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 19:27

*de déterminer

Posté par
robby3
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 19:31

salut, tu veux dire que l'on doit exprimer u tel que u(X^i)=1+X²+...+Xi-1+(i+1)Xi dans la base canonique (1,X,X²,...,X?) i??
c'est ça??

Posté par
robby3
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 19:34

est-ce que ça veut dire qu'on va avoir des 1 partout sauf a la ieme ligne et i eme colonne ou l'on aura i+1 ??

Posté par
jeanseb
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 20:35

M Matrice triangulaire supérieure:

1 1 1 1...1
0 2 1 1...1
0 0 3 1...1
0 0 0 4...1
...........
........0 n+1

le déterminant est le produit des elements diagonaux, donc (n+1)!

Il est non nul, donc l'endomorphisme est bijectif

il faut avoir avant cela montré que ca reste dans Rn(X)

Posté par
jeanseb
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 20:48

2$\textrm M = \begin{pmatrix}1&1&1&1&1\\0&2&1&1&1\\0&0&3&1&1\\*&*&*&*&*\\0&0&0&0&(n+1)\end{pmatrix}

\rm\blue Elle est pas belle, ma matrice M?

Posté par
H_aldnoer
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 20:54

Oui c'est cela jeanseb!
M=\begin{pmatrix}&1&1&1&1&...&1\\&0&2&1&1&&1\\&&0&3&1&&1\\&&&0&4&&1\\&&&&&&1\\&0&&&&0&n+1\end{pmatrix}

Moi c'est plus beau
Il suffit de calculer je disais les images des vecteurs de la base :
u(1)
u(X)
u(X^2)
...

Posté par
jeanseb
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 20:58

si tu fais det (M-\lambdaI) le polynome caractéristique tu trouves

(-1) n+1\Pik=1 n+1 (X - k)

polynome de degré n+1 qui a (n+1) valeurs propres différentes dans un espace vectoriel de dimension n+1 donc l'endo est diagonalisable et les valeurs propres sont les entiers 1;2;3....n+1

Posté par
jeanseb
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:02

Citation :
Moi c'est plus beau


9$\rm\red\fbox{Islapette}

Posté par
H_aldnoer
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:05


C'est aussi ce que j'ai trouvé !

\rm (-1)^{n+1}\Bigprod_{k=1}^{n+1}(X-k)
(décidemment toujours plus beau!)

Posté par
jeanseb
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:08

9$\rm (-1)^{n+1}\Bigprod_{k=1}^{n+1}(X-k)

Et toc!

Posté par
H_aldnoer
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:10

9$\fbox{\fbox{\red \rm%20(-1)^{n+1}\Bigprod_{k=1}^{n+1}(X-k)}}

?

Posté par
H_aldnoer
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:10

allez j'y vais apluche

Posté par
jeanseb
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:15

u diagonalisable et inversible, donc u-1 l'est aussi,

dans la même base de vecteurs prores,

avec évidemment les valeurs propres inverses de u ,

soit les \frac{1}{k}  \rm ; k = 1 a (n+1)

Posté par
jeanseb
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:18

15$\rm\green\fbox{Double encadre, je sais pas faire...}

Posté par
robby3
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:21

hey salut jeanseb!!! tu tatonne de mieux en mieux le latex à ce que je vois...merci pour tes réponses, pour diagonaliser, j'écris la matrice dans la bese des vecteurs propres,c'est ça??

Posté par
robby3
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 29-11-06 à 21:24

oui oui çayé j'ai compris!! lol,cayé,le temps que ça monte au cerveau...,ok, merci à vous deux pour vos réponses et a bientot sur l'ile.

Posté par
H_aldnoer
re : Bijection,valeur propre et diagonalisation 30-11-06 à 12:24



voila jeanseb :

\fbox{\fbox{...}} ---> \fbox{\fbox{...}}

\fbox{\fbox{\fbox{...}}} ---> \fbox{\fbox{\fbox{...}}}

etc ... !



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