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Niveau Maths sup
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endomorphismes antisymetriques

Posté par
sidy
27-05-07 à 13:52

Bonjour Tout le monde.Voila j'ai eu cet exo et je bloque:
On a E un espace euclidien et f un endomorphisme de E tel que:
x E <f(x);x> =0 et
  f²= -Id

On me demande de montrer que la matrice de f est antisymétrique dans une base orthonormale.

Je pense qu'il faut montrer que f* =-f mais la je bloque...Help please

Posté par
Ksilver
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 14:01

Salut !

c'est un grand classique, et l'hypothese "f²=Id" est totalement inutile.

décompose f en f=s+a, avec s symétrique et a antisymétrique, et montre que s est nul (en prouvant par exemple que pour tous x, <s(x)|x> = 0 )

Posté par
sidy
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 14:57

Je ne vois toujours pas le rapport.
J' ai montre que <s(x);x>=0 mais apres je ne vois pas comment en deduire que s=0

Posté par
Ksilver
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 15:10

la ca depend un peu de ce qu'il y a dans ton cours.


exemple, on peut dire que la forme quadratique associé a la matrice de s est nul (c'est justement la forme quadratique x->(s(x)|x) ), donc s est nul.


on encore, s est symétrique donc diagonalisable en base orthonormé, soit v une valeur propres et x le vecteur propres associé, on a: (s(x)|x) = v*|x|² =0 donc v=0, et comme s est diagonalisable avec toutes ces valeurs propres nul s=0.



tu peut aussi savoir que pour une application symétrique, le sup de s(x)|x sur la boule unité vaut la norme triple, et donc que la norme triple de s est nul.


etc etc...

Posté par
sidy
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 16:20

Merci
C'etait pas tres evident pour moi.

Posté par
Ksilver
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 17:41

quand je dis "grand classique" ca veux pas forcement dire que c'est facile hein ^^ ca veux dire qu'il vaut mieux retenir la solution parceque tu le revera surement ! (voir meme tu pourait avoir bessoin d'utiliser ceci comme un passage intermédiaire d'un autre exo )

Posté par Dadsy (invité)re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 17:46

Bonjour!

Je ne pense pas que l'hypothèse f^2=-Id soit si inutile que cela, elle permet de montrer l'équivalence simplement :

En supposant que <x|f(x)> = 0 :
\forall (x,y) \in E^2, <x+y|f(x+y)> = <x|f(x)> + <x|f(y)> + <y|f(x)> + <x|f(y)> = <x|f(y)> + <y|f(x)> = 0 \leftrightarrow <x|f(y)> = - <y|f(x)>

Puis,

m_{ij} = <e_i|f(e_j)> = -<e_j|f(e_j)> = m_{ji}

D'où l'implication d'une matrice antisymétrique.

Dans l'autre sens on aurait aussi,

\forall x \in E, <x|f(x)> = ^tXMX = ^tX(-^tM)X = -^t(MX)X = -<f(x)|x> \leftrightarrow <x|f(x)> = 0

D'ou l'équivalence

Posté par
kaiser Moderateur
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 17:48

Bonjour à tous

est-ce qu'on ne peut pas reprendre l'idée de sidy, c'est-à-dire montrer que \Large{f^{\ast}=-f}, en remarquant que pour tout x et y, on a \Large{<f(x+y),x+y>=0} ? Ensuite, on développe le tout et c'est fini (enfin, il me semble).

Kaiser

Posté par Dadsy (invité)re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 17:50

*Oups

m_{ij} = <e_i|f(e_j)> = -<e_j|f(e_i)> = -m_{ji}

C'est mieux! ^^

Posté par
Ksilver
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 17:51

Dadsy, tu utilise ou que f²=-Id.

la réciproque je la prouve dans ma methode :

si f*=-f, donc imédiatement (f(x)|x) = -(x|f(x)) d'ou (x|f(x))=0

Posté par
sidy
re : endomorphismes antisymetriques 27-05-07 à 18:09

en fait  f^2=- Id c'etait pour montrer que f etait un automorphisme orthogonal ce qui est trivial vu que:
f*=-f=f^(-1)



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