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Niveau Maths sup
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Déterminant de Hurwitz

Posté par
Alex715
19-11-06 à 20:19

Bonsoir, j'ai qq difficultés pour calculer le déterminant d'une matrice carrée d'odre n avec des coefficients diagonaux C1,C2…,Cn ; que des "A" au dessus de la diagonale et que des "B" sous la diagonale. (ces éléments sont réels ou complexe).
merci de votre aide

Posté par
raymond Correcteur
Déterminant de Hurwitz 20-11-06 à 00:58

Bonsoir.
Je considère le vecteur colonne de Cn, X = t(x,x,...,x).
J'appelle D le déterminant à trouver, je pose :
D = det(C1,C2, ... ,Cn) (Cj étant la jème colonne).
Posons d(x) = det(X + C1, X + C2, ... , X + Cn), déterminant obtenu à partir de D en ajoutant x à chaque terme.
Alors, à cause de l'antisymétrie, nous avons :
d(x) = det(C1,C2, ... ,Cn)
+ det(X,C2, ... ,Cn)
+ det(C1, X , ... ,Cn)
+
.
.
+ det(C1,C2, ... ,X)
Cela prouve que d(x) dépend de x au premier degré, donc que d est une application affine de x.
D'où d(x) = Ax + B, A et B complexes.
Naturellement, pour x = 0, on retrouve B = D.
Mais, si x = -b, on trouve aisément :

3$\textrm d(-b) = \prod_{i=1}^{n}(c_i - b)

et, pour x = -a :

3$\textrm d(-a) = \prod_{i=1}^{n}(c_i - a)

En supposant a et b distincts, on peut trouver D par résolution d'un système 2x2 :

3$\textrm D = \frac{1}{b-a}[b\prod_{i=1}^{n}(c_i - b) - a\prod_{i=1}^{n}(c_i - a)]

Si a = b, je pense qu'il faut trouver une méthode pour étudier par dérivation :

3$\textrm\lim_{b\to{a}}\frac{1}{b-a}[b\prod_{i=1}^{n}(c_i - b) - a\prod_{i=1}^{n}(c_i - a)]

Cordialement RR.

Posté par
raymond Correcteur
Déterminant de Hurwitz 20-11-06 à 10:34

Bonjour.

J'ai commis une erreur de frappe hier soir. Je reprends.
On a donc bien d(x) = Ax + D, où D est le déterminant à calculer. On a le système :

D(-b) = -Ab + D = p(b)
D(-a) = -Aa + D = p(a)

Avec :

3$\textrm p(b) = \prod_{i=1}^{n}(c_i - b) , p(a) = \prod_{i=1}^{n}(c_i - a)

Si a et b distincts, la résolution donne :

3$\textrm D = \frac{1}{b-a}[b\prod_{i=1}^{n}(c_i - a) - a\prod_{i=1}^{n}(c_i - b)].

(Dans le message précédent, j'avais mal tapé le numérateur).

Cordialement RR.

Posté par
Alex715
re : Déterminant de Hurwitz 20-11-06 à 14:04

Merci d'avoir pris le temps de répondre. Tout ça est très clair.
J'aimerai bien savoir si c'est une méthode connue?

Posté par
raymond Correcteur
re : Déterminant de Hurwitz 20-11-06 à 15:12

Bonjour Alex715.

C'est un procédé que j'enseignais en spé : en ajoutant x à chaque élément d'un déterminant, on construit une fonction affine de x. Ici, c'est intéressant car en prenant x = -b puis x = -a, on tombe sur des déterminants très simples.
Par contre, pour le cas où a = b, je ne trouve pas d'autre méthode que celle utilisant la dérivée, comme je le signalai dans mon premier message.

Cordialement RR.



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