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Niveau Licence Maths 1e ann
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Diagonalisation de matrice

Posté par
saisai
08-12-11 à 18:26

Bonjour à tous, me voilà qui fait appel à vos lumières pour quelques éclaircissements au sujet de la diagonalisation d'une matrice =)
Voilà le (les) soucis :
Par exemple considérons la matrice A suivante :
0 3 -1
2 -1 1
0 0  2

Je calcule det(A - xI) = -(2-x)²(3+x)
Mes valeurs propres sont donc :
2 de multiplicité 2
-3 de multiplicité 1

1er problème :
Lorsque je calcule mes vecteurs propres j'obtient pour E2 deux vecteurs
0
1
3

et

1
0
-2

Par contre lorsque que je calcule mes vecteurs pour E-3 j'ai une hésitation, on obtient le système d'équation suivant :
3x + 3y -z = 0
2x + 2y +z = 0
5z = 0 donc z=0

Alors 3x + 3y = 0
      2x + 2y = 0
Mes équations sont donc proportionnelles
Donc en simplifiant on obtient x = -y
et donc le vecteur suivant
-1
1  avec y appartient à R
0

Mais je pouvais tout aussi bien écrire y = -x
et donc obtennir le vecteur suivant
1
-1 avec x appartient à R
0

Lequel est juste, comment déterminer lequel choisir, cela va t'il changer mon résultat final si je choisi au hasard ? Autant de question qui me tourmentes mdr

Autre chose lorsque je monte ma matrice P (qui diagonalise A) l'ordre dans lequel apparaissent mes vecteurs est il important ? Si oui comment en déterminer l'ordre
ex : ici je pourrais tout aussi bien écrire ma matrice P comme ceci :
0  1  1
1  0  -1
3 -2  0

ou encore comme cela
1  0  1
0  1 -1
-2 3  0

Comment choisir l'ordre ? (cette question me tourmente énormément mdr)

Merci à tous ceux qui prendront la peine de se pencher sur mon cas =)

Posté par
critou
re : Diagonalisation de matrice 08-12-11 à 18:49

Bonjour,

Citation :
Lequel est juste, comment déterminer lequel choisir, cela va t'il changer mon résultat final si je choisi au hasard ? Autant de question qui me tourmentes mdr


Tu cherches le sous-espace propre E_{-3}. Celui-ci est un sous-espace vectoriel de \R^3, de dimension 1, donc pour déterminer E_{-3} il suffit que tu donnes un vecteur (n'importe lequel) lui appartenant (tu as une infinité de choix pour cela, et lequel tu choisis n'a aucune importance : ton sous-espace s'écrit E_{-3}=Vect\{(1,-1,0)\}=Vect\{(-1,1,0)\}=Vect\{(-3.56,3.56,0)\}=Vect\{\text{n'importe quel vecteur proportionnel à ceux-là}\})
Les conditions x=-y et y=-x sont parfaitement équivalentes ; un vecteur de E_{-3 est caractérisé par le fait que z=0 et que ses deux premières composantes sont opposées l'une de l'autre.


Pour l'ordre dans lequel tu écris les vecteurs de ta matrice de passage, il faut que ce soit le même que pour les valeurs propres dans la matrice diagonale (question de cohérence) : par exemple si tu écris que A=P^{-1}DP avec D\ =\ \left( \begin{array}{ccc}2&0&0\\0&2&0\\ 0&0&-3 \end{array} \right) , tu dois mettre dans P d'abord les vecteurs propres formant une base de E_2 (2 premières colonnes) puis en dernier celui qui correspond à E_{-3}. Par contre, tu as libre choix en ce qui concerne l'ordre des deux vecteurs propres formant une base de E_2.

Posté par
saisai
re : Diagonalisation de matrice 09-12-11 à 01:05

C'est super merci, je suis paré pour mon partiel de lundi mdr
Merci à toi encore une fois

Posté par
critou
re : Diagonalisation de matrice 09-12-11 à 07:21

Bonne chance.

Si tu as des questions d'ici-là, n'hésite pas .

Posté par
saisai
re : Diagonalisation de matrice 09-12-11 à 20:11

Juste une petite précision sur ce que tu as écris pour ceux qui serait intéressé par mes questions et ta réponse :
P^-1 * D * P = D
C'est P * D * P^-1 qui est égal à A
Il me semble que l'ordre dans lequel on multiplie a son importance

Encore merci

Posté par
critou
re : Diagonalisation de matrice 09-12-11 à 21:16

Oui pardon, c'est D=P^{-1}AP ou A=PDP^{-1}.
Bien vu.



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