Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau Maths sup
Partager :

calcul de déterminant

Posté par chris1756 (invité) 13-06-05 à 11:13

Bonjour,

Pouuriez vous m'aider à montrer que le déterminant de la matrice 4*4 dont les colonne sont (a,b,c,d),(-b,a,-d,c),(-c,d,a,-b),(-d,-c,b,a) est (a²+b²+c²+d²)² ??

merci d'avance pour votre aide

Posté par
soucou
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 11:27

Bonjour, a priori je ne sais pas mais sais-tu si le développement de Sarrus est valable pour les matrices carré d'ordre 4 ?

Dans ce cas ça va être facile...

Posté par
Nightmare
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 11:30

Le déterminant que tu as calculé est bon


Jord

Posté par
Nightmare
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 11:31

Ah non mince , c'est pas toi qui l'a montré faudrait que j'apprenne à lire correctement les énoncés moi !

Posté par
otto
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 11:31

Bonjour.
Non, et en général la règle de Sarrus ne s'utilise pas lorsque l'on a des lettres et non des chiffres dans le déterminant de toute façon.

Posté par
soucou
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 11:37

Ah, en tout cas, si je maitrise l'ordre 2 et 3 pour les ordres supérieurs je n'y ai pas encor songé, la formule générale est assez compliqué et le développement par rapport à une ligne ou une colone aussi :(

Allez, je vais me mettre au travail.

Posté par
otto
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 11:43

Si tu n'as pas d'autres informations sur ta matrice, la seule façon d'y arrive c'est de faire les calculs de toute manière (et eventuellement de faire des opérations élémentaires)
Bonne chance,
a+

Posté par
davidk
re 13-06-05 à 11:53

Pour une matrice 5$M_{3\times{3}} type 5$A_{ij}

5$detA_{ij}=(-1)^{i+j}A_{ij}a_{ij}

Posté par
caylus
Une petite pierre de contribution 13-06-05 à 13:40

Bonjour,
voici une idée:
si a et b et c et d sont non nuls (il faudra ensuite envisager ces cas particuliers)

Soit D le déterminant à calculer

(1) a -b -c -d | * a
(2) b  a  d -c | * b
(3) c -d  a  b | * c
(4) d  c -b  a | * d
---------------------

Remplaçons la 1ère ligne (L1) par a*L1+b*L2+c*L3+d*l4
D est alors multiplié par a

D=D1/a

D1:
a^2+b^2+c^2+d^2 0       0      0 (1)+(2)+(3)+(4)
b               a       d      -c (2)
c              -d       a       b (3)
d               c      -b       a (4)    


D1=(a^2+b^2+c^2+d^2)* D2



Règle des mineurs
D2=              a     d  -c          (1')          *-c
                -d     a   b          (2')  *c  
                 c    -b   a          (3')  *d      * a  
-----------------------------------
                 a     d   -c
                 0   ac-bd  bc+ad              (2')*c+(3')*d
                 0  -ab-cd  a^2+c^2            (3')*a+(1')*(-c)

D2=a*D3/c/a=D3/c



avec D3= ac(a^2+b^2+c^2+d^2) [en développant (ac-bd)*(a^2+c^2)+(ab+cd)*(bc+ad) ]



On a donc
D=D1/a
=(a^2+b^2+c^2+d^2)*D2/a
=(a^2+b^2+c^2+d^2)*D3/c/a
=(a^2+b^2+c^2+d^2)*ac*(a^2+b^2+c^2+d^2)/c/a=
(a^2+b^2+c^2+d^2)^2





Posté par titimarion (invité)re : calcul de déterminant 13-06-05 à 18:20

Salut,
je n'ai pas regardé encore le determinant mais je voulais dire qu'il n'y a pas de généralisation de Sarrus pour les matrices d'ordre 4 parcontre on peut tout a fait utiliser Sarrus lorsqu'on a des lettres et non des chiffres cela ne pose aucun problème.

Posté par
otto
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 18:58

Salut,
je n'ai pas dit que ca posait problème, mais ca met un sacré beau bordel dans les calculs, et en général on arrive à rien faire avec...
C'est pas avec une telle règle que je ferai un tel exercice.

En fait on peut généraliser Sarrus avec un ordre 4, si on développe par rapport à une certaine ligne ou une certaine colonne, mais c'est tirer par les cheveux

Posté par
caylus
Généralisation de la règle de Sarrus 13-06-05 à 18:58

Bonjour,

la généralisation de la règle de Sarrus n'est autre que la règle des MINEURS dont l'énoncé a été donné par davidk !

Posté par
otto
re : calcul de déterminant 13-06-05 à 18:59

Oui c'est le principe du développement par rapport à une ligne ou une colonne non?

Posté par titimarion (invité)re : calcul de déterminant 13-06-05 à 20:14

Oui c'est le développement par les lignes et les colonnes mais cela n'est pas une généralisation de Sarrus.
bien sur moi nion plus je en ferai pas un tel exercice avec les mineurs ni en developpant par les lignes et les colonnes, mais ce que je voulais dire c'est que ce n'est pas parceque c'est des lettres que l'on ne peut pas appliquer Sarrus.

Posté par titimarion (invité)re : calcul de déterminant 14-06-05 à 12:22

Juste une petite remarque ce déterminant peut se calculer grace aux quaternions sans faire de cas a=0, etc... a part, cependant si tu es en spé, je suppose que tu n'as pas vu ce qu'était les quaternions.

Posté par
caylus
re : calcul de déterminant 14-06-05 à 20:15

Bonjour,
je n'avais pas le courage de passer en latex.
C'est fait. Ce sera peut-être plus clair ?

D=\begin{tabular}{|cccc|}a&-b&-c&-d\\b&a&d&-c\\c&-d&a&b\\d&c&-b&a\end{tabular}=\frac{\begin{tabular}{|cccc|}a^2&-ab&-ac&-ad\\b^2&ab&bd&-bc\\c^2&-cd&ac&bc\\d^2&cd&-bd&ad\end{tabular}}{abcd}=\frac{\begin{tabular}{|cccc|}a^2+b^2+c^2+d^2&0&0&0\\b^2&ab&bd&-bc\\c^2&-cd&ac&bc\\d^2&cd&-bd&ad\end{tabular}}{abcd}
=\frac{\begin{tabular}{|cccc|}a^2+b^2+c^2+d^2&0&0&0\\b&a&d&-c\\c&-d&a&b\\d&c&-b&a\end{tabular}}{a}=\frac{a^2+b^2+c^2+d^2}{a}\begin{tabular}{|ccc|}a&d&-c\\-d&a&b\\c&-b&a\end{tabular}


D1=\begin{tabular}{|ccc|}a&d&-c\\-d&a&b\\c&-b&a\end{tabular}=\frac{\begin{tabular}{|ccc|}a&d&-c\\0&ac-bd&bc+ad\\0&-ab-cd&a^2+c^2\end{tabular}}{ac}=\frac{a}{ac} \begin{tabular}{|cc|}ac-bd&bc+ad\\-ab-cd&a^2+c^2\end{tabular}=\frac{ac(a^2+b^2+c^2+d^2)}{c}

Dès lors:
D=(a^2+b^2+c^2+d^2)^2


Posté par
otto
re : calcul de déterminant 14-06-05 à 20:36

Titimarion, je suis intéressé par ta méthode en passant par les quaternions.
Je suppose que ton idée est celle ci:
la matrice est la représentation du quaternion
a+bi+cj+dk
et puisque H est un corps, si a²+b²+c²+d²>0 alors cette matrice est inversible, notamment sa norme est (a²+b²+c²+d²)
Il y'a quelque chose comme ca non?
Et comment on arrive à ce résultat au carré?
Amicalement,
otto

Posté par taorendestiny (invité)calcul de déterminant 14-06-05 à 20:52

Mais je rêve ! C'était nettement plus simple. Il suffit de montrer que la matrice M/((a^2+b^2+c^2+d^2)) a pour déterminant 1. C'est une matrice orthogonale...

Qu'est ce que je rigole quand je vois tous vos calculs...

Posté par
otto
re : calcul de déterminant 14-06-05 à 20:53

Mais ca passe pas trop par les quaternions là...

Posté par titimarion (invité)re : calcul de déterminant 14-06-05 à 23:54

Re,
c'est vrai que je n'avais pas réfléchi que le plus simple était de voir que
^tMM=(a^2+b^2+c^2+d^2)I_4 ce qui implique det(M)=(a^2+b^2+c^2+d^2)^2
Sinon pour les quaternions il y a moyen en travaillant dans le corps des quaternions et entravaillant sur les lignes et les colonnes
car si q=a+bi+cj+dk \bar q=a-ib-cj-dk
Alors N(q)=q\bar q=a^2+b^2+c^2+d^2
Ainsi on observe qu'il faut montrer que le déterminant vaut N(q)^2
En faisant C1-iC2-jC3-kC4 on obtient déjà une factorisation par aib+jc+kd et on peut facilement obtenir le déterminant d'une matrice 3,3.
Ca reste cependant très calculatoire
Sinon on peut voir que cette matrice est la matrice de l'application \phi:H\rightarrow H tel que \phi(x)=x\times q
Et on doit pouvoir arriver au résultat det(M)=det(\phi)=(\sqrt(N(q))^4=N(q)^2
Mais le plus simple est quand même de voir que ce sont des matrices orthogonales.



Vous devez être membre accéder à ce service...

Pas encore inscrit ?

1 compte par personne, multi-compte interdit !

Ou identifiez-vous :


Rester sur la page

Inscription gratuite

Fiches en rapport

parmi 1675 fiches de maths

Désolé, votre version d'Internet Explorer est plus que périmée ! Merci de le mettre à jour ou de télécharger Firefox ou Google Chrome pour utiliser le site. Votre ordinateur vous remerciera !