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Inversibilité d'une matrice tridiagonale

Posté par
Yota
01-12-08 à 19:49

Bonsoir a tous.


On dispose de la matrice A dont les éléments diagonaux valent 2, et dont les éléments situés immédiatement au dessus et en dessous la la diagonale valent -1, tous les autres étant nuls.

Je dois montrer que si on ajoute à chaque terme de la diagonale un terme positif ou nul, alors la matrice obtenue est inversible et que la matrice inverse est à coefficients positifs.

J'ai une intuition de preuve de l'inversibilité en déroulant Gauss, mais pour l'inverse à termes positifs, je ne vois pas...

Merci d'avance

Posté par
Nightmare
re : Inversibilité d'une matrice tridiagonale 01-12-08 à 20:19

Salut

Avec les matrices tridiagonales, on s'en sort toujours avec une décomposition LU me semble-t-il !

Posté par
Yota
re : Inversibilité d'une matrice tridiagonale 01-12-08 à 21:20

Je peux toujours essayer mais ca me parait compliqué et pas dans l'esprit de la feuille (mais ca, forcement, personne ne pouvait le savoir)

Question : si je sais le démontrer pour A, n'y a -t-il pas un moyen astucieux (voire simple, on peut rever) pour generaliser ?

Posté par
Yota
re : Inversibilité d'une matrice tridiagonale 02-12-08 à 11:38

J'ai commencé LU mais ca parait etre une usine a gaz, surtout pour la positivité.
Personne n'a d'autres idees ?

Posté par
lolo217
re : Inversibilité d'une matrice tridiagonale 02-12-08 à 13:45

si tu ajoutes des termes strictement positifs sur la diagonale alors ta matrice est inversible car elle devient "à diagonale dominante" . Maintenant ta matrice est elle même inversible (on peut d'ailleurs trouver les valeurs propres) donc je suppose que la preuve que 0 n'est pas valeur propre s'adapte dans tous les cas même si on ajoute des 0 sur la diagonale.

autre remarque : si A est ta matrice alors  det(A) >0 (calcul) donc par continuité du déterminant si tu es dans une boule de rayon assez petit autour de A le déterminant reste >0 .

Posté par
Yota
re : Inversibilité d'une matrice tridiagonale 02-12-08 à 15:40

Pour l'inversibilité je commence à y voir plus clair (et merci a ceux qui ont repondu)

En revanche, pour la positivité des coefficients de l'inverse, je reste dans le flou total.

Posté par
lolo217
re : Inversibilité d'une matrice tridiagonale 02-12-08 à 17:14

Une piste 'enfin j'ai pas essayé) : on peut peut être obtenir l'inverse sous forme d'une somme de série.
Par exemple si on veut inverser  I-N  avec  I l'identité et N nilpotent
alors  I+N+N2+N3+....a tous ses coefficients positifs.



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