Bonjour je dois démontrer le théorème suivant dans le cas de la dimension 2:
"Toute matrice symétrique réelle est diagonalisable dans une base orthonormale"
Je bloque un peu et je tourne en rond..
J'avais commencé par définir une matrice symétrique réelle
A=
Avec a,b et c des réelles par définition
Et j'avais commencé à calculer le polynôme caractéristique de ma matrice A:
Donc =Det(A-xI2)=Det(
)
C'est-à-dire qu'on trouve comme polynôme caractéristique:
= (a-x)(c-x) -b²
Là je pensais à développer donc:
=(ac-ax-cx+x²)-b²
=x²-x(a+c)+(ac-b²)
Et là ensuite à calculer le discriminant en espérant trouver un discriminant supérieur à 0:
Donc=(a+c)²-4(ac-b²)
Donc =(a²+2ac+c²)-4ac+4b²
D'où =a²+c²+4b²-2ac
Donc en factorisant on a:
=(a-c)²+4b² (>0 car a,b et c des réels, pour b=0, c'est la matrice identité donc diagonalisable ? donc pas de soucis ici?)
Donc le polynôme caractéristique est un polynôme scindé
=(x-x1)(x-x2)
Avec x1= et x2=
Et là je voulais ensuite calculer la dimension des sous-espaces propres et montrer qu'elles étaient égale à la multiplicité des racines, mais je n'y arrive pas, ai-je fais fausse route quelques parts ?
Bonsoir,
Analyse avec plus de soin les racines réelles du polynôme caractéristique :
Cas : que peux-tu dire dans ce cas ? Peux tu appliquer une condition suffisante de diagonalisabilité ?
Cas : que se passe-t-il alors ? (Non, ce n'est pas la matrice identité, mais pas loin.)
Pour >0, on a 2 racines distinctes donc le polynôme caractéristique se factorise en un produit de polynôme du premier degré à coefficient dans R donc A semblable à une matrice diagonale donc diagonalisable ?
Pour =0 ça équivaut à b=0 et a=c, donc c'est une matrice diagonale dans ce cas donc diagonalisable ?
Pour ce qui est de la base orthonormale, je ne vois pas comment l'utiliser ici
Spk Merci de te mettre en règle rapidement Tu es en multicompte et tu as bien vu que c'était interdit
Malou(moderateur)
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