Inscription / Connexion Nouveau Sujet
Niveau autre
Partager :

calcul : matrice A puissance n

Posté par
meli44
29-10-07 à 19:07

Bonsoir,

J'ai deux matrices J et K dont l'une des caractéristiques est que le produit JK = KJ = 0 (donc K et J sont deux matrices commutatives).
De plus d'après les questions précédentes, on sait que J est diagonalisable et admet comme valeurs propres 0 et 4, de même K est diagonalisable et admet comme valeurs propres 0 et 2.
Soit M une matrice défini comme aJ + bK (a, b étant deux réels); on demande les valeurs propres de cette matrice on trouve 2b, et 4a. Ensuite on demande de calculer cette matrice à la puissance n.
Là il y a deux méthodes de faire, une que je comprends ( on exprime M en fonction de P et P-1 matrice de passage) et l'autre que je ne comprends pas. c'est avec la formule du binome de Newton : Voilà ce qui est écrit dans la correction :
comme J et K commutent, et JK=0, on peut utiliser le binome de Newton pour montrer que :
Mn=4n-1anJ + 2n-1bnK.

Je comprends qu'il part du fait que Mn=(aJ + bK)n et ensuite il doivent développer grâce à la formule de Newton, avec la somme de k=1 à n de  k parmi n (aJ)n (bK)n-k mais après je ne vois pas comment ils font apparaitre un 2 et un 4 donc si qqn pouvait m'éclaircir sur le développement de Newton, je vous en serais reconnaissant.

Aussi je ne comprends pourquoi on ne peut pas utiliser le binome de Newton si J et K ne commutent pas.

Enfin à quoi cela nous sert de savoir que JK=0?

merci

Cordialement

Posté par
raymond Correcteur
calcul : matrice A puissance n 29-10-07 à 19:18

Bonsoir.

KJ = JK = O signifie que dans la formule du binôme de Newton ne subsistent que les termes extrèmes.

La condition J et K commutent est indispensable. Essaie de calculer seulement (M + P)3 avec MP et PM distincts.

A plus RR.

Posté par
meli44
re 29-10-07 à 19:34

M ET P deux matrices non commutatives?
ça fait (M+P)3 = M3 + 3M²P + 3MP²+ P3
Excusez moi, mais j'ai du mal à comprendre pourquoi il est indispensable que J et K commutent

Merci

Cordialement

Posté par
raymond Correcteur
calcul : matrice A puissance n 29-10-07 à 19:40

(M + P)3 = (M + P)(M + P)(M + P) = (M + P)(M² + MP + PM + P²)

= M3 + M²P + MPM + MP² + PM² + PMP + P²M + P3

A plus RR.

Posté par
meli44
re 29-10-07 à 19:42

d'accord pour la commutativité.

Maintenant, pour le calcul de "mon " binome de Newton...

Merci

Cordialement

Posté par
raymond Correcteur
re 29-10-07 à 19:55

Comme J et K commutent, on peut appliquer la formule du binôme de Newton.

3$\textrm M^n = (aJ + bK)^n = \Bigsum_{k=0}^n{n\choose k}(aJ)^k.(bK)^{n-k}

3$\textrm = \Bigsum_{k=0}^n{n\choose k}a^k.b^{n-k}J^k.K^{n-k}

Comme JK = KJ = 0, les termes du type 2$\textrm J^k.K^{n-k} sont nuls dès que k et n-k sont non nuls.

Il ne reste donc que les deux extrêmes :

Mn = an.Jn + bn.Kn

A plus RR.

Posté par
meli44
RE 31-10-07 à 10:30

Rebonjour,

ma matrice J admet comme particularité que J² = 4J et par récurrence Jn=4n-1J
Ya t'il un autre moyen de prouver cette égalité sans utiliser de récurrence?

Merci

Cordialement

Posté par
raymond Correcteur
RE 31-10-07 à 11:19

Bonjour.

C'est le moyen le plus simple. Je n'en vois pas d'autre aussi élémentaire pour l'instant.

A plus RR.

Posté par
meli44
re 31-10-07 à 11:20

d'accord (je cherche trop compliqué!!)

Merci

Cordialement



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 !