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Niveau Maths sup
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Determinant d'une matrice a diagonale dominante

Posté par
c-jay7
20-08-07 à 14:47

Bonjour tout le monde

Je propose l'exercice suivant:

Soit A une matrice de Mn(R) a diagonale dominante.

Montrer que detA est strictement positif.

Deja j'arrive a montrer que c est non nul (en considerant le noyau de A et en montrant qu il est redui a zero)
Mais jai du mal a montrer qu il est positif.

Merci

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 14:50

euh j ai oublié de dire que la matrice avait tous ses coefficient positifs.

Posté par
jamo Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:01

Bonjour,

juste une idée : une matrice à diagonale dominante et à termes positifs n'aurait-elle pas ses valeurs propres strictement positives ?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:04

Bonjour c-jay7

indication : pour x un réel positif, que peux-tu dire de la matrice A+xI ?

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:06

Bonjour jamo !

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:06

Bonjour Jamo.

Mais on ne sait pas si elle est diagonalisable dans R?

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:08

Bonjour Kaiser.


A+xI sera aussi a diagonale dominante, donc inversible.

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:09

donc A nadmet pas de valeurs propores negatives.

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:10

donc les valeurs propores relles de A sont positives

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:11

Det = produit des valeurs propres. donc Det >0

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:11

Merci

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:11

jamo > pourrais-tu détailler ? (je ne connais pas ce résultat)
c-jay > Je poursuis avec mon idée : le déterminant de cette matrice est non nul pour tout x positif.
Maintenant, que peux-tu dire de l'application \Large{x\mapsto \det(A+xI)} ?

Kaiser

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:12

Citation :
donc A nadmet pas de valeurs propores negatives.


pourquoi ?

Kaiser

Posté par
jamo Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:14

kaiser >> en fait, c'était juste une idée de parler des valeurs propres, mais je ne suis pas certain du tout ...

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:14

si x une valeur propre negative, alors x=-a avec a positf

Ker(A+aI) sera donc non vide. or, A+aI est aussi a diagonale dominante, donc est inversible.

donc lhypothese de depart est fause, et A nadmet pas de valeurs propres negatives

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:18

jamo > OK !
c-jay > OK, mais elle pourrait très bien avoir des valeurs propres complexes non réelles. Comment fais-tu dans ce cas ?

Kaiser

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:24

comme la matrice est relle, alors sont determinant est reel.
pour les valeurs propres complexes, elles sont toutes non nuls(inversibilité de A)
On ecrit ces valeurs propres sous la forme trigonometrique( r.exp(ib) )
la somme des arguments etant congru a 0 modulo Pi.
oui, ca ne marche pas si c est congru a Pi modulo 2Pi

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:27

En fait, je posais cette question pour savoir comment tu allais réagir : si a est une valeur propre complexe de A, qui est aussi valeurs propre de A (sachant que la matrice est réelle) ?

Kaiser

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:30

si x une valeur propre complexe de A, sa conjuguée aussi.( matrice A relle)
et donc les valeurs proprs complex sont conjuguées. et donc la somme des arguments est nulle modulo 2Pi, donc le determinant est positif.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:32

Oui tu peux aussi dire que le produit d'une valeur propre complexe non réel par son conjuguée vaut |a|² qui est positif.

Kaiser

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:36

oui. Mais sinon comment tu comptais faire avec ton application x->det(A+xI)

elle est deja polynomiale en x, donc continue, et ne sannule pas sur R+, donc garde un signe constant sur R+,
le coefficient en x^(n) est 1, donc elle tend vers +linfini en +linfini

donc elle reste positive sur R+, et donc par continuité, elle est positive en 0, donc DetA>0
c est ca?

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:38

tu m'as enlevé les mots de la bouche ! C'est exactement ça !

Kaiser

Posté par
c-jay7
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:40

Merci Kaiser.

Posté par
kaiser Moderateur
re : Determinant d'une matrice a diagonale dominante 20-08-07 à 15:41

Mais je t'en prie !



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