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Exercice sur une équation de matrices

Posté par
mic_duderino
04-01-08 à 13:25

Bonjour et merci d'avance pour vos réponses.

Enoncé : "(A,B) Mn(K) tel que pour tout X de Mn(K), AXB=0.
                   Montrer que A=0 ou B=0".

Donc dans le cas ou A ou B est inversible c'est évident, en prenant X= A-1 ou B-1.

Dans le cas non inversible, je pensais étendre cette résolution par densité de GLn(K), en écrivant par exemple que
A(In+C) est inversible et donc prendre X=(In+C)(A+AC)-1.

Ma résolution est-elle juste?

Merci et bonne journée. (et dsl pour le manque de lisibilité, j'ai jamais appris Latex ^^).

Posté par
ThSQ
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 13:42

Un essai :

Si r et s sont les rangs de A et B, il existe P,Q,P',Q' tq
A = P*I_r*Q
B = P'*I_s*Q'
(I_r = matrice diag avec r '1')

AXB = 0 revient à I_r*Q*X*P'*I_s = 0
On prend X tq Q*X*P'= I
Ca donne I_r*I_s = 0 et donc r ou s nul ie A ou B nulle.

Posté par
mic_duderino
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 14:18

Merci pour ta proposition. Ce qui me pose problème, c'est l'existence du X tel que Q*X*P'= In. Et je ne comprends pas où  sont passés le P et le Q' dans l'équation. Par ailleurs je suppose que tu parlais plutot de Jr et Js, au lieu de Ir et Is.

Quelqu'un peut-il infirmer ou confirmer les deux solutions?

Posté par
ThSQ
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 14:33

Q et P' sont inversibles tu peux prendre X = Q^{-1} * P'^{-1}

I_s ou J_s .... je sais pas s'il y a une notation standard

Posté par
ThSQ
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 14:35

Juste pour clarifier

I_s (= J_s) est la matrice diagonale nxn avec r '1' et n-r '0' sur la diagonale

Posté par
mic_duderino
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 14:39

Oui tout à fait, c'est bien ce que je pensais. Mais il me reste un dernier souci : pour moi, on obtient non pas Jr * Js=0

mais P * Jr * Js *Q' =0   (à moins que l'on puisse simplifier puisque P et Q' sont de rang n).

Merci d'avance.

P.S. Si quelqu'un pouvait me dire si ma solution est juste ce serait super sympa.

Posté par
Camélia Correcteur
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 14:54

Bonjour

Le passage par la densité est correct si K est le corps des réels ou celui des complexes. Pour un corps K quelconque, ça n'a aucun sens.

Posté par
mic_duderino
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 15:09

Merci Camélia. Ce n'est pas précisé explicitement dans l'exo, mais je pense que c'est effectivement R ou C.

Dans le cas d'un corps quelconque, il suffit d'appliquer la méthode de ThSQ.

Merci pour toutes vos réponses. Bonne journée.

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Exercice sur une équation de matrices. 04-01-08 à 15:30

Par contraposée , supposons A et B non nulles et soit (i,p) et (q,j) dans \{1,..,n\}^2 tels que \fbox{a_{ip}.b_{qj}\neq0} ,
en considérant la matrice élémentaire X=E_{pq} on a \fbox{(AXB)_{ij}=a_{ip}.b_{qj}\neq0} (sauf erreur)

Posté par
Camélia Correcteur
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 15:37

Bonne année elhor!

Posté par
elhor_abdelali Correcteur
re : Exercice sur une équation de matrices. 04-01-08 à 15:56

Happy new year Camélia

Posté par
ThSQ
re : Exercice sur une équation de matrices 04-01-08 à 16:57

>>Oui tout à fait, c'est bien ce que je pensais. Mais il me reste un dernier souci : pour moi, on obtient non pas Jr * Js=0

>>mais P * Jr * Js *Q' =0   (à moins que l'on puisse simplifier puisque P et Q' sont de rang n).

Comme P et Q' sont inversibles on peut sans problème "simplifier"



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