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Exercice matrices

Posté par
lola32
04-01-13 à 14:49

Bonjour à tous
Je bloque vraiment à un exercice sur les matrices alors merci d'avance pour votre aide.

Une matrice carrée A d'ordre n est trigonalisable s'il existe une matrice carrée P d'ordre n  inversible et une matrice T triangulaire d'ordre n  telles que A = PTP^-1

On considère les matrices A et P ci-dessous. On admet que la matrice P est inversible.

A=( 1 1 1 )            P=( 1 1 0  )          
  (-6 0 5 )              ( -1 5 0 )
  (0  1  2)              ( 1  1  1)
  
1) A l'aide de la calculatrice, calculer P^-1AP . Quelle est la forme de la matrice obtenue?
2) Que peut-on en déduire pour la matrice A?
Pour la suite, on posera T=P^-1AP.
3) Exprimer A²  puis A^3  en fonction de P, T et P^-1
4) Déterminer l'expression de T^n en fonction de P, T et P^-1 .
5) On admet que T^n a pour expression:      T^n = ( 1 6n 3n(n-1 )
                                                             ( 0  1  n  )              
                                                             ( 0  0  1 )
Déterminer les coefficients de A^n en fonction de n .


Pas de problème pour les 2 premières questions, mais c'est pour les suivantes que je n'y arrive pas

Merci d'avance.

Posté par
Manny06
re : Exercice matrices 04-01-13 à 14:59

A=PTP^(-1)
A²=PTP^(-1)PTP^(-1)

que sais tu de P^(-1)P  ?

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:04

P^(-1)P = I3 non ?

Posté par
veleda
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:05

bonjour,
on a T=P^{-1}AP  ,A=PTP^{-1}
donc
A^2=(PTP^{-1})(PTP^{-1})=PT(P^{-1}P)TP^{-1}=PT^2P^{-1}  puisqueP^{-1}P=I

tu calcules A3=A².A=

Posté par
veleda
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:08

4) ce n'est pas  An au lieu de Tn?

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:11

A^3 = PT^3P^-1 , c'est cela ?

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:12

Sur le sujet, c'est bien écrit T^n mais il me semble aussi qu'il y a une erreur...

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:37

Pourriez vous m'aider pour les questions 4 et 5, je ne comprends pas comment il faut faire...

Posté par
Manny06
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:40

fais le par récurrence

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:43

c'est à dire ?

Posté par
Manny06
re : Exercice matrices 04-01-13 à 15:53

tu supposes A^n =PT^nP^(-1)
la propriété est vraie pour n=1,2,3
on supposes qu'elle est vaie pour n et on démontre qu'elle est vraie pour n+1
pour cela tu calcules A^(n+1)=A^nA

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 16:02

Je trouve An+1 = PTn+1P-1 donc c'est bon ! merci beaucoup

Mais pour la question 5 comment je fais pour déterminer les coefficients de A^n en fonction de n ?

Posté par
Manny06
re : Exercice matrices 04-01-13 à 16:13

tu te sers de la formule de T^n qui est donnée et de P et P^(-1)

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 16:18

donc je devrais faire P*Tn*P-1 mais je sais pas comment calculer ça... il faut le faire à la calculatrice ?

Posté par
Manny06
re : Exercice matrices 04-01-13 à 16:55

tu peux le faire à la main

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 04-01-13 à 17:10

Je viens d'essayer de le faire à la main, je trouve pas du tout le bon résultat, je ne vois pas ou est le probleme

Posté par
veleda
re : Exercice matrices 04-01-13 à 20:45

comment sais-tu que tu n'as pas le bon résultat?le texte ne donne pas l'expression de An?

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 05-01-13 à 15:06

Mon professeur nous a donné le résultat mais pas comment le déterminer

Posté par
veleda
re : Exercice matrices 05-01-13 à 15:21

tu dois calculer
PTnP-1
P et Tn sont dans le texte
pour P-1je trouve

 \\ \frac{5}{6}  -\frac{1}{6}  0
 \\ \frac{1}{6}    \frac{1}{6}    0
 \\ -1   0    1

commence par calculer PTn je vérifierai avec mon calcul

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 05-01-13 à 15:55

Je trouve : (1   6n+1   3n(n-1)+n)
                (-1   -6n+5   -3n(n-1)+5n)
                (1   6n+1   3n(n-1)+n+1)

Posté par
veleda
re : Exercice matrices 05-01-13 à 16:17

c'est d'accord
tu multiplies à droite par P-1

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 05-01-13 à 16:28

C'est là que je bloque, je n'arrive pas à multiplier les fractions avec tous les n...

Posté par
veleda
re : Exercice matrices 05-01-13 à 16:50

je te calcule  le terme a_{11}du produit

                     5/6
                     1/6
                     -1

1  6n+1  3n²-2n

a_{11}=1.\frac{5}{6}+(6n+1).\frac{1}{6}+(3n^2-2n)(-1)=
 \\ \frac{5}{6}+n+\frac{1}{6}-3n^2+2n=
 \\ 1+3n-3n^2

Posté par
lola32
re : Exercice matrices 05-01-13 à 16:58

D'accord, merci beaucoup maintenant je pense que je peux faire tous les autres

Posté par
veleda
re : Exercice matrices 05-01-13 à 17:00

tu calcules a_{12}
même calcul avec  la première ligne  mais la seconde colonne de P-1
\frac{-1}{6}
 \\ \frac{1}{6}
 \\ 0



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