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Niveau terminale
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DM matrices inversibles etc

Posté par
Analune
31-10-14 à 18:20

Bonjour! Je suis en terminale ES et notre prof de maths nous a donné un DM pour la rentrée sur les matrices.
Voici l'énoncé:
On considère la matrice H=( 3  -4  8
                                                 6  -7  12
                                                 2  -2  3 )
1.    
Caluculer H*H
Ici j'ai trouvé comme résultat une matrice identité d'ordre 3 (I3 donc)

2.K=H+I3
a. Calculer K*K (je l'écrirai K(2))
J'ai bien trouvé comme résultat pour cette question la matrice ( 8 0 16
                                                                                                              0 16 0
                                                                                                               4 0 8 )
La question qui suit est : calculer Kcube (K(3))
Ici, pas de problèmes non plus j'ai trouvé un résultat qui semble convenable

b. On suppose que, pour tout entier naturel n, Kexposantn=alphaexposantn*K, alphaexposantn appartient aux Réels. Calculer Kexposantn+1 en fiction de K.
C'est ici que je bloque, j'ai d'abord pensé prendre la matrice K comme référence soit donc Kexposantn=K et donc Kexposantn+1=K(2) mais ça me paraît étrange.

De même pour la question qui suit : c. Justifier que la matrice K n'est pas inversible (le raisonnement par l'absurde est accepté).

Pourriez vous m'aider à avancer dans ce DM? Merci d'avance pour votre réponse et pour avoir pris le temps de lire mon sujet!
                    

Posté par
cailloux Correcteur
re : DM matrices inversibles etc 31-10-14 à 18:36

Bonjour,

Citation :
2.K=H+I3


Vraîment ?

Posté par
cailloux Correcteur
re : DM matrices inversibles etc 31-10-14 à 18:41

En fait c' est cela qui est faux:

Citation :
a. Calculer K*K (je l'écrirai K(2))
J'ai bien trouvé comme résultat pour cette question la matrice ( 8 0 16
0 16 0
4 0 8 )


Posté par
cailloux Correcteur
re : DM matrices inversibles etc 31-10-14 à 18:48

On trouve K^2=\begin{pmatrix}8&-8&16\\12&-12&24\\4&-4&8\end{pmatrix}=2K

Puis K^3=\begin{pmatrix}16&-16&32\\24&-24&48\\8&-8&16\end{pmatrix}=2^2K

Posté par
Analune
re : DM matrices inversibles etc 31-10-14 à 19:18

Attendez : il ne faut pas calculer 2*K mais K au carré en partant de K=H+I3.
Donc je trouve ici la matrice carrée K= (4 -4 8 ; 6 -8 12 ; 2 -2 4) et après je fais K au carré (donc K*K) et trouve ici la matrice  K au carré = (8 0 16 ; 0 16 0 ; 4 0 8).
Ce n'est pas ça ?

Posté par
Analune
re : DM matrices inversibles etc 31-10-14 à 19:21

Vous avez raison je me suis trompée sur cette question !

Posté par
Analune
re : DM matrices inversibles etc 31-10-14 à 19:23

Merci!

Posté par
Analune
re : DM matrices inversibles etc 31-10-14 à 20:03

Par contre je n'arrive toujours pas à comprendre les dernières questions pourriez vous m'aider ?

Posté par
cailloux Correcteur
re : DM matrices inversibles etc 01-11-14 à 17:36

2)b) L' énoncé te propose de prouver par récurrence la propriété P_n:

Pour tout n\in\mathbb{N}^*\qquad K^n=2^{n-1}\,K

En particulier dans cette question, on te demande de prouver l' hérédité de P_n (puisque l' initialisation est déjà faite en 2)a))

On suppose donc que K^n=2^{n-1}\,K pour un certain rang n entier naturel non nul fixé.

Alors K^{n+1}=2^{n-1}\,K.K=2^{n-1}\,\underbrace{K^2}_{2\,K}==2^n\,K

et l' hérédité est prouvée.

2)c) Supposons K inversible,Alors, il existe K^{-1} tel que K.K^{-1}=K^{-1}.K=I_3

Alors, K^n=K^{n+1}K^{-1}=2^n\,K.K^{-1}=2^n\,I_3=2^{n-1}\,K

Ce qui est absurde car K\not=2\,I_3

K n' est donc pas inversible.

Posté par
Analune
re : DM matrices inversibles etc 01-11-14 à 22:34

D'accord! Tout est plus claire maintenant! Merci encore pour votre aide!

Posté par
cailloux Correcteur
re : DM matrices inversibles etc 01-11-14 à 23:11

De rien Analune



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