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Différentielle de exp

Posté par
Paradoxa
31-03-20 à 11:22

Bonjour,

J'aimerais trouver un moyen rapide et efficace de calculer la différentielle de l'exponentielle matricielle.

Je voulais exploiter le fait que :

d(M^k).H= \sum_{i=0}^{k-1} M^i H M^{k-1} pour k entier supérieur ou égal à 1.

La différentielle d'une somme est la somme des différentielles. Cependant, ce n'est pas immédiat pour une somme infinie je crois ? Il y a certainement un théorème de classe C1 des séries à utiliser mais je ne vois pas trop comment m'y prendre. Je voudrais montrer que :

d(\sum_{k=0}^\infty~\frac{M^k}{k!}).H = \sum_{k=0}^\infty~\frac{d(M^k).H}{k!}  


Merci

Posté par
Paradoxa
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 11:23

Lire M^{k-1-i} dans la première somme

Posté par
mokassin
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 11:58

Bonjour,
La differentielle en 0?
Si oui, alors un developpement limité te donne simplement le résultat, c'est l'identité.
En un autre point (disons a) la formule est plus compliqué et est donnée en fonction de l'action adjointe, c'est
 e^a \frac{1-e^{\text{ad}(a)}}{\text{ad}(a)}\bullet

ad(a)(h)=[a,h]=ah-ha.
Tu peux étudier les "sous groupes à 1 paramètre passant par a" (c'est à dire les applications f: R->G=GLn, tels que exp(-a)f(.) soit un morphisme de groupe) pour pour prouver cette formule.

En general et pour la raison que l'a donné plus haut, on omet le exp(a)^{-1} en facteur et on donne simplement [tex] \frac{1-[e^{\text{ad}(a)}{\text{ad}(a)}\bullet/tex] comme formule, c'est alors la differentielle de exp(-a)exp(a+.) en 0.

Posté par
Paradoxa
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 12:26

Bonjour,

Je parle évidemment de la différentielle de exp en une matrice M quelconque.
Je n'ai pas compris la première moitié de votre message sur le crochet de Lie, qui mène à des considérations qui me semblent assez éloignées du programme de MP. Je n'arrive pas à lire la deuxième partie de votre message à cause d'une erreur de latek.
J'ai vu souvent ce genre d'explications avec le crochet de Lie sur des forums mais est-ce la seule ? Est-ce qu'un calcul plus élémentaire permet d'aboutir ? Sinon tant pis merci en tout cas

Posté par
mokassin
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 12:32

Je m'apercois que j'ai pas repondu totalement à ta question, pour prouver ton inversion, tu peux prouver une convergence normale locale des differentielles.
Tu vois que \|d(M^k)\|\leq Ck\|M\|^{k-1} pour une certaine constante C, qui ne dépend que du choix de la norme d'algèbre.
Il te reste à prouver que \sum_{k\geq 0} C(k+1) r^k/(k+1)!, ce qui est clair.

Posté par
mokassin
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 12:45

Paradoxa @ 31-03-2020 à 12:26

Bonjour,

Je parle évidemment de la différentielle de exp en une matrice M quelconque.
Je n'ai pas compris la première moitié de votre message sur le crochet de Lie, qui mène à des considérations qui me semblent assez éloignées du programme de MP. Je n'arrive pas à lire la deuxième partie de votre message à cause d'une erreur de latek.

La formule de la seconde partie de mon message est la meme elle  est juste presentée differement.
 \frac{1-e^{\text{ad}(a)}}{\text{ad}(a)}\bullet
Citation :
J'ai vu souvent ce genre d'explications avec le crochet de Lie sur des forums mais est-ce la seule ? Est-ce qu'un calcul plus élémentaire permet d'aboutir ? Sinon tant pis merci en tout cas

Le calcul est élémentaire, mais ne s'obtient pas par dérivation terme à terme (enfin moi je ne le fais pas comme ca). Tu peux toujours obtenir une formule par dérivation terme à terme bien sur, mais je ne suis pas sur que tu pourras retomber simplement sur la formule donné plus haut.

Qu'espères tu obtenir en fait?

Posté par
Paradoxa
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 12:55

Re, je n'ai pas encore étudier vos dernières réponses. Mais je veux obtenir :

d(exp)(M).H  = \sum_{k=1}^\infty~\frac{\sum_{i=0}^{k-1} M^i H M^{k-1-i}}{k!} 

Posté par
Paradoxa
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 12:57

En fait mon objectif est d'avoir bon à la question "Calculer la différentielle de exp en M" pour un niveau prépa. Je ne sais pas trop si c'est suffisant cela dit, votre dernier message m'invite à penser que non...

Posté par
mokassin
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 13:04

Paradoxa @ 31-03-2020 à 12:57

En fait mon objectif est d'avoir bon à la question "Calculer la différentielle de exp en M" pour un niveau prépa. Je ne sais pas trop si c'est suffisant cela dit, votre dernier message m'invite à penser que non...

C'est un objectif étrange....
Dans ce cas d(exp)(M) est une réponse totalement correcte à la question.

Si tu veux justifier ta dérivation terme à terme alors mon message plus haut
mokassin @ 31-03-2020 à 12:32

Je m'apercois que j'ai pas repondu totalement à ta question, pour prouver ton inversion, tu peux prouver une convergence normale locale des differentielles.
Tu vois que \|d(M^k)\|\leq Ck\|M\|^{k-1} pour une certaine constante C, qui ne dépend que du choix de la norme d'algèbre.
Il te reste à prouver que \sum_{k\geq 0} C(k+1) r^k/(k+1)! CONVERGE, ce qui est clair.

en oubliant pas le mot ajouté ^^, répond à la question.

Posté par
etniopal
re : Différentielle de exp 31-03-20 à 15:47

   Soient E une  -algèbre normée complète  et a E . .  

1. Pour tout x  de E  A(x) :=     { 1/(p + q + 1)!).apxaq │ (p , q)   ² } est  sommable et  si on désigne par u(x) sa somme on a ||u(x)||   ||x]].exp([[a||)  .
Ce qui prouve que  x u(x)   est   un endomorphisme continu de E ( u Lc(E,E)) .  

2.Pour tout x de E    ,    exp(a+x)  - exp(a) - u(x)  est la somme s(x) d'une partie B de   A .
On vérifie  assez facilement que   x   ||s(x)||/||x||²    converge  lorsque x 0  .

Cela montre que exp est différentiable au point a et que u ;= daexp .



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